海洋信道相干特征结构及在弱目标检测中的应用

现代反潜战迫切要求提高对安静型潜艇的探测能力。本课题针对低频/甚低频（<100Hz）段信道模态/多途结构特征，包括波导不变量、主模态角谱分布和多途结构特征等，研究长线阵条件下远程弱目标检测方法，提出基于信道结构特征的信号适配处理方法的理论框架。基本途径是在信道结构特征表征、建模基础上，利用结构特征的时空耦合规律提高信号处理时空累积增益，改善弱目标检测性能。具体方法包括：基于相干图谱的运动目标检测与定位算法；基于多模态相干累加的长线阵时空累积方法以及空时广义自适应处理中信息作用规律和统计性能分析等。项目研究成果对提高长线阵被动声纳对安静型潜艇的探测能力具有基础性意义，同时也对一般的基于复杂模型的处理方法具有借鉴作用。

在当前水下弱目标的检测方面，对目标及信道特征认识和利用，特别是信道相干特征结构的应用研究是一个热点问题。本项目经过3年的研究，研制了低频/甚低频标矢量潜标测量系统，完成了1次湖上测试实验和2次海上搭载实验，得到了基于波束相关的信道空间相干尺度的现场测量方法，在信道相干特征分析的基础上建立了水下信道数值仿真模型，基于相干子阵干扰抵消方法等重要结果。同时，对水声信道相干特征结构的工程应用价值给出了一个初步的评估，指出了进一步研究的方向。项目的成果在大孔径拖线阵系统、水下AUV以及潜标系统目标检测中有较为重要的应用价值。