Исследование особенностей построения томографических изображений с помощью высокочастотных гидроакустических полей в океанической среде

• Автор: Хилько, Антон Александрович
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 180 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Построение томографического изображения пространственно локализованной неоднородности с помощью высокочастотных гидроакустических полей в океанической среде

1.1. Анализ основных понятий высокочастотного акустического наблюдения в океане

1.2. Типичные условия и модели океана при высокочастотном акустическом наблюдении

1.3. Характеристики наблюдаемых неоднородностей

1.4. Формулировка задачи высокочастотного акустического наблюдения в океанических волноводах

1.4.1. Модели океанических неоднородностей

1.4.2. Анализ особенностей уравнения высокочастотного акустического наблюдения в океане
1.4.3. Структура ядра уравнения наблюдения при разложении поля по парциальным волнам океанического волновода
1.5. Решение задачи высокочастотного акустического наблюдения в океане методом согласованной со средой томографии
1.5.1. Формирование согласованных с океаническим волноводом томографических проекций
1.5.2. Использование параметрических моделей при осуществлении высокочастотного томографического наблюдения
1.6. Выводы к разделу
2. Исследование особенностей рассеяния высокочастотных импульсов на телах в океанических волноводах
2.1. Структура высокочастотного акустического поля в рефракционной плоскослоистой среде в присутствие тел и криволинейных поверхностей
2.2. Анализ структуры поля рассеянного телом в океанических волноводах
2.3. Рассеяние высокочастотных звуковых импульсов телом в океаническом волноводе
2.4. Выводы к разделу
3 Структура реверберационных помех и шумов при высокочастотной импульсной акустической томографии в океане
3.1. Формирование высокочастотной поверхностной реверберации в
рефракционном плоскослоистом волноводе при моностатической и бистатической схеме наблюдения
3.1.1. Модели пространственного и частотного спектров ветрового волнения
3.1.2. Структура сигналов поверхностной реверберации на выходе приемной антенной решетки
3.2. Структура областей эффективного формирования поверхностной реверберации
3.3. Модели и структура объемной и донной высокочастотной реверберации в рефракционном плоскослоистом волноводе
3.4. Структура аддитивных шумов при высокочастотном акустическом наблюдении в океанических волноводах
3.5. Выводы к разделу
4. Томографическое наблюдение тел в рефракционных плоскослонстых волноводах приемными решетками при подсветке фокусированным акустическим полем
4.1. Анализ возможностей формирования акустических пучков в океане
4.1.1. Формирование акустических пучков с минимальным расхождением волнового фронта
4.2. Структура имитационной модели высокочастотного наблюдения в океанических волноводах
4.2.1. Максимизация эхосигнала и правило принятия решения о значениях параметров объекта наблюдения
4.3. Исследование эффективности высокочастотного акустического наблюдения тел в морской среде с помощью имитационной модели
4.3.1. Бистатическая томографическая проекция
4.3.2. Моностатическая томографическая проекция
4.3.3. Томографическое наблюдение пространственно локализованной неоднородности в мелком море
4.4. Выводы к разделу
5. Экспериментальное исследование рассеяния высокочастотных гидроакустических импульсных сигналов на телах в мелком море
5.1. Описание условий проведения экспериментов, результаты измерений параметров рассеянных импульсов
5.2. Сравнение полученных в ходе эксперимента результатов с результатами, полученными путем компьютерного моделирования методом минимизации
невязки
5.3. Выводы к разделу 5. в4
Заключение I
Литература

уй' горизонтальных проекции групповых скоростей импульсов лучевых проекций
(Я..;И') . Фшурирующие в (1.30) и (1.31) величины Дт и ДО определяются шириной формируемой при согласованной фильтрации функции неопределенности (г, О) зондирующих импульсов соответственно, по оси временных задержек и доплеровских смещений частоты. При цифровой обработке сигналов в каждой из плоскостей задержка -доплеровское смещение, соответствующей паре излучаемых лучевых проекций с номерами (к,1) для каждой пары источник-приемник (г, у) можно ввести набор каналов,
соответствующих интервалам временных задержек +(и — 1)Дт <т“ < °/“ +п Дт, и доплеровских смещений частоты (т + 1)ДО <О'" < т АО, где и = 1, 2
В предположение малости эффектов многократного рассеяния амплитуды волн, рассеянных отдельными элементами импульсного объема, определяются брэгговскими компонентами пространственного спектра неоднородностей, удовлетворяющими условию пространственного синхронизма: (II') = К{И')[е* (Л')- [8, 20]. Наблюдаемые в
плоскослоистом волноводе океанического типа амплитуды давления акустического поля будут представлять собою сумму поля подсветки, компонент поля, дифрагированного наблюдаемой неоднородностью, и всеми мешающими неоднородностями, а также поля источников аддитивного шума океана. В общем случае каждую из компонент принимаемого ноля следует рассматривать как случайный сигнал с определенными присущими им статистическими свойствами. При этом необходимо считать, что поле прямой подсветки и дифрагированные компоненты поля частично когерентны, что проявляется в особенностях их интерференции. Такого рода интерференция может быть использована для получения дополнительной информации при реконструкции неоднородностей, в частности, при наблюдении полей, дифрагированных под малыми углами. В схеме ЛИТ, указанная ситуация реализуется в пределах первого импульсного