[科普中国]-声呐目标分辨力

声呐系统对空间两个相邻目标的方位和距离的分辨能力，方位分辨率是声呐能分辨出同一距离上两个目标之间的最小角度间隔。与换能器基阵的指向性，显示器的灵敏度以及信号处理方法等因素有关。距离分辨率，是指声呐在同一方向上能分辨出两个目标之间的最小距离，与声呐系统所用信号波形以及信号处理方法等因素有关。目标分辨率的数值愈小，则意味着声呐设备的目标分辨力愈高，性能愈好1。

简介由于电磁波在水中衰减很快，水下声波是目前唯一能进行水下远程探测、通讯的手段。声呐是利用水下声波对水下物体进行探测、定位和识别的方法及所用设备的总称1。

信号处理水声信号处理的主要任务，是在存在干扰背景的情况下，对水下声场时空采样进行空间和时间变换，以提高检测所需信号的能力。按照声呐方程，我们可以将水声信号处理划分成几个主要环节；

（1）空间处理(波束形成等)：用以获得空间增益，提高声呐方程中的接收指向性因子。

（2）时间处理：在时域，频域上进行处理，以提高信噪比，获得时间增益，降低检测阈。

（3）参数估计：对时延、频率等参数进行估计。

（4）动态范围压缩、归一化和减数据率处理：减小在处理器—显示器之间以及显示器—声呐员间接口的不匹配损失。

（5）目标识别。

（6）自动判决和跟踪。

以上概括了现代声呐信号处理设备的主要环节。应该指出，把空间处理和时间处理分开是为了便于说明。根据最佳时空处理理论，这两者并不总是可以因子分解开的，一般说来，应作为一个统一整体来考虑2。

目标识别目标识别是声呐后置数据处理的一个重要环节。这里所说的识别不是指敌我识别，而是指目标性质识别。

目标识别的基本过程可分为两步：第一步是对检测到的信号估计其某些参数做为识别特征，称为特征提取，第二步是根据这些特征，通过与已知目标的特征比较来判定是否目标以及是哪种目标。早期的方法是测量目标的功率谱，然后与已知目标的功率谱进行比较(例如采用相关法)来进行目标识别。这种方法在实际应用中并不很成功，其原因一方面在于当时分析手段的限制，所提取的特征并不足以充分反映目标的性质；另一方面是因为模型太简单。实用的声呐没备中往往还是采用机助识别方法，即机器以视觉方式向声呐员提供多种识别特征，辅助声呐员用听觉进行目标识别。完全用机器的自动目标识别还处于研究阶段2。

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学