基于fdtd水下分布式目标建模和doa估计word格式论文.docx

优秀毕业论文 精品参考文献资料 承诺书 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进 行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外， 本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所 涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标 明。 本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许 论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名： 日 期： 基于 FDTD 的水下分布式目标建模和 DOA 估计 南京航空航天大学硕士学位论文  PAGE 4 i 摘 要 水下分布式目标的研究是水声工程中的一个十分重要的课题，它对于水下分布式目标识别、 海洋资源开发等领域都具有重要意义。对于分布源，基于理想点源假设的目标模型和参数估计 算法都已经不再受到信任。本文提出了一种基于时域有限差分法（FDTD）的水下分布式目标 建模方法，简化了水下分布式目标的声散射场计算，并且适用于复杂分布式目标的声散射场计 算，为水下目标特征参数提取、识别等提供了重要的理论基础。 本论文的主要工作以及创新点归纳如下： （1）介绍了经典的理想点源目标模型以及一种分布式目标的简化模型——多亮点目标模 型，并在梯形波脉冲入射情况下，详细分析了亮点目标回波的声轴分布和时域叠加波形。 （2）介绍了经典的CBF方法和 Toeplitz 解相干方法，分析了多亮点目标的空间功率谱， 在此基础上详细分析了亮点目标回波功率谱的空间相似度，提出了一种基于相似性理论的目标 尺度特征提取方法。 （3）推导了三维空间的FDTD一致性表达式，然后针对水下目标的声场问题推导了适用于 水下目标声场数值计算的FDTD递推方程组以及矩阵形式的表达式，进而提出了一种基于FDTD 的水下分布式目标建模方法，并分别对水下二维目标和三维目标声散射场进行了仿真，得到了 水下分布式目标模型。 （4）研究了几种分布式???标的DOA估计方法，包括DSPE算法、TLS_ESPRIT算法和一种 三维低复杂度估计算法，并对基于FDTD建模的二维目标模型和三维目标模型进行了仿真分析， 估计得到了水下分布式目标的特征参数和均方根误差曲线，进而提出了一种基于水下分布式目 标空间尺度特征的识别方法。 关键词：目标识别，DOA估计，分布式目标建模，点源目标建模，时域有限差分法，DSPE 算法，TLS_ESPRIT算法 ABSTRACT The study of underwater distributed targets is a very important issue. For distributed source, the target modeling method and parameter estimation algorithms based on ideal point source were no longer trusted. In this paper, a new modeling method based on FDTD for underwater distributed source has been proposed. The new method simplified the numerical calculation of underwater acoustic scattering field and it is suitable for underwater complex distributed target. The major work and innovation in this paper are concluded as follows: Introduce a simplified model of distributed source—multi-highlights target model, and analyze the acoustic axis distribution and the time domain waveform of the scattered echo of a multi-highlights target. Introduce the classic CBF method and a decorrelation method based on Toeplitz matrix approximation, and estimate the characteristic parameters of the multi-highlight