复杂海洋环境下运动目标回波信号建模及仿真

【摘要】面向现代海战场智能化、无人化、网络化的发展趋势，UUV承担着重要任务和使命。由于UUV工作环境复杂、干扰因素较多，传统回波信号仿真中自由场假设将不再适用。针对UUV等高动态目标实时探测问题，探讨了复杂海洋环境下的目标回波建模方法，从信号级的角度对浅海多基地声纳主动探测接收信号进行计算机仿真，建立了要素完备、高效可靠的回波模拟信号，模拟了包括环境噪声、海洋混响、信道多途、目标亮点模型、多普勒效应等多个影响因素，可避免数值积分方法无法实时预报的缺点和传统自由场假设无法刻画复杂海洋环境的缺点，为复杂海战场下UUV的远距离探测提供一定的参考。

【关键词】UUV；海洋混响；亮点模型；回波信号

0 引言

当今，无人水下航行器（UUV, Unmanned Underwater Vehicle）已成为世界各国海军争相研制的“热点”装备，广泛地应用于水下战场侦察/监视、情报收集、预警探测、通信中继、环境调查、有效载荷预置、水声对抗、目标感知与识别、猎雷、布雷、跟踪等领域[1]。

由于辐射特征较弱，传统的被动声纳很难奏效，必须依靠主动声纳发射大功率声波照射目标进行探测[2]，因此主动探测仿真中目标回波信号的构建十分重要，是后续信号处理的基础[3-5]。文献[6-7]针对主动声纳接收信号的建模开展研究，依次对海洋混响、海洋环境噪声、目标亮点进行了建模，但并未考虑信道多途的影响。文献[8]考虑了多途信道的影响，但在目标亮点模型建模中考虑的因素较简单，忽略了散射亮点带来的幅度变化，且各段仿真信号参数分置。

1 复杂海洋环境下运动目标回波模型构建

在对主动声

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