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使用电场传感器阵列的水下运动目标检测与参数估计


2 2年   0l 海 军 航 空 工 程 学 院 学 报  J u n l f v l r n u ia  n   to a t a  i e st  o r a  Na a  o a t l d Asr n u i l o Ae c a c Un v ri y 2 2 0l   、o .   N o 5 ,1 27 .  第2 7卷 第 5期  文章编 号 : 17

— 52 (02 50 3- 5 6 3 12 2 1 )0 —5 00  - 使 用 电场 传 感 器 阵列 的  水 下 运 动 目标 检 测 与 参数 估 计  包中华 ,龚沈光 ,马 珂  (1  .海军航空: 程学 院电子信息丁程系 ,山东 烟 台 2 4 0 ; 】 二 60 1   2 .海军工程大学兵器]程 系,武汉 4 0 3 ;3 二 3 0 3 .海军驻上海地 区电子设备军事代表室 ,上海 20 3 ) 023  摘 要 :研 究了基于电场传感器阵列 的水下运动 目标检测与参数估计方法 。在背景噪声 为高斯 自噪声和 目标作  匀速直线运 动的假设 下,利用 电场传感器阵列获取 的船舶 水下准静态 电场空 时特征 ,通过 广义似然 比检测和随  机搜索 寻优算法 ,可实现对海 水中运动船舶的 目标检测和参数估计 。仿真试验结果表明 :在信噪 比大于 0d  B时  能够取得较 好的估计精度 ;在信噪比低至一 0d l B时仍能有效检测 目标。   关键词 :阵列信号处理 ;准静态电场 ;信号检测 ;参数估计 ;广义似然比  中图 分 类 号 :T 13 M 5  文献 标 志 码 :A   航行 于海水 中的船 舶 ,无论 是 电化 学作用 引起  的腐蚀 电流 ,还 是为 了防腐人 为外加 的阴极保护 电  流 ,都 会在 海水 中产 生电场 【。船 舶 电场是船舶 目 】 1   标 在水下 的一种 基本物 理场 , 以人 为消除或 隐身 ; 难   尤其是 其准静态 电场成 分 ,集 中 了船舶 电场大部 分  能量 ,并且在 海水 中传 输损耗 小 ,是水 下 电场探 测  系统 的可靠信 号源 [ 】 2 。国外各 主要海洋 国家 ,   长期  以来 十分 重 视 水 下 目标 电场 探 测理 论 和应 用 的研  1 运 动 船 舶水 下 电场 分 布 模 型    目前 国 内外使 用 的水下 目标 电场模 型主要 是水  平 分层模 型[ 。在海 水较深 时 , 以不考 虑海底 对   J 可 电场分布 的影 响 ,使用 空气一海水 2层模 型 ;在浅  水 时 ,使 用空气一 海水一 海底 3 模 型以考虑 海底  层 的影 响 ;在海水 电导 率随水深 变化复 杂时 ,使 用水  平 n 模型 。 层   究 , 得 了很 多成果 , 分成果 已转化为 实际装备 。 取 部   由于 船舶 电场的水下 场分布 特征具有 变化 的复  建立 平 面直角 坐标 系 Oy xz,其 中平 面 z 为  =0 海平 面 ,区域 z 为 空气 。在空气一 海水 2层模 型  >0 下 ,区域 z 为海 水 ;在 空气一海 水~海底 3 <0 层模  型下 ,一 D<z <0区域为海 水 ,z D 区域为海底 , <一   其 中 D为海深 。目标 和传 感器阵 列均在海 水 中 ,其  杂性 ,凶而利用 电场进行 水下 目标检测 和参数估 计  也是完全 可能 的。 目前 ,国内外 学者在 电场研究 中  普遍使 用水

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