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反蛙人非致命时反声聚焦技术研究 摘要现如今，打击水下蛙人威胁，为港口提供保护已经成为港口安全工作中重要的一部分。随着蛙人检测技术的不断提高，如何对其进行有效的非致命的打击成为了另一个需要研究的课题。实验表明，利用时间反转原理可以实现对蛙人的探测。 本主要讨论时反聚焦技术在反蛙人领域的应用，利用声场的时反不变性和空间互易性，时反处理将接收到的信号时反发射回去，它可以使能量在空间上和时间上得到聚焦。蛙人辐射产生的声波能量将被水听器接收并再次反射回去，从而实现对蛙人的探测和打击。12649 关键词 蛙人 非致命 时间反转 声聚焦 毕业设计说明书（论文）外文摘要 TitleTime Reversal Acoustic Focusing Approach for Non-Lethal Diver Deterrent Abstract One of the most challenging aspects of port security is to provide protection against underwater threats of pers .Along with improving swimmer detection technology, the question arises of how to respond to underwater swimmer threats with non-lethal method. Experiments show that a novel approach based on time-reversal processing is appropriate for the detection of pers. This article mainly discusses how to realize active detection of underwater targets using time reversal Technique .Using the time-reversal invariance and spatial reciprocity of the stationary sound field ,time-reversal processing reverses the time of the received signal and retransmittes it back to focus on the target. The acoustic noise radiated by a per is used to focus the acoustic energy back to the per .In this case ,we can achieve the detection of pers. 4.4声聚焦的工程应用16 5反蛙人时反声聚焦的实现16 结论19 致谢20 参考文献21 1绪论 1.1立题背景及意义 现如今，在水下以蛙人形式潜伏并进入港口对其进行袭扰和破坏的行为已经引起了各国政府的高度重视。我国领海港口城市较多，保护港口安全，反蛙人工作也显得愈加迫切和重要[10]。由于直接对蛙人进行致命性杀伤可能会带来不必要的外交争端，因此如何有效的对蛙人进行非致命打击成为了一个重要的研究课题。高强度声波是一个很好的选择[12]，但是在浅海或者近岸海域开展目标的探测和打击对水声信号处理是一项巨大的挑战，一方面声场分布复杂，多途效应严重，海洋噪声大，另一方面目标本身难以被察觉[1]。在此背景下，对蛙人发出的信号进行接收，时反处理后，重新聚焦于蛙人自身，利用携带的声波能量对蛙人进行非致命的打击在反蛙人领域得到了广泛而有效的应用。 1.2有关问题的综述 1.2.1反蛙人简介 蛙人不仅威胁着港口和水下安全，也可能对海上的石油、船只、人员等构成直接的威胁，因此各国政府对反蛙人技术的发展都给予高度重视，相关技术也得到了迅速的发展。 英国为保护海上石油基础设施，由QinetiQ公司于2002年推出了ldquo;冥府守门狗(Cerberus360)的高性能反蛙人声纳。ldquo;冥府守门狗360rdquo;的声纳单元功能很强，能在800m范围内对蛙人进行探测，蛙人的速度一般仅为1～2节，这个距离可使被保护目标一方至少有25分钟的反应和处理的时间[3]。 以色列新型蚌人探测声纳(Diver Detection Sonar, DDS)能够远距离探测闭式呼吸器蛙人，可以在强烈的海洋噪声和水生物混响条件下保持预警能力[14]。对一个携带封闭式呼吸装置的蛙人，DDS最小的探测距离达到700m;对于使用开放式呼吸器的蛙人，DDS的探测距离达到1000m～ 1200m;至