中文摘要：

混响抑制是主动声呐迫切需要解决的问题，然而混响与回波在谱特征上的相似性等因素导致抑制混响存在较大困难。本项目在宽带体制下，研究基于直接数据域空时自适应（D3LS STAP）的混响抑制问题。新方法不需训练样本，更适用于混响环境；所得成果对主动声呐技术发展与空时混响特性利用具有重要理论价值，对海军水下信息作战具有重要意义。本项目利用目标与混响的空时特性差异。首先，采用与阵元对应的FIR滤波器对数据加权，实现宽带数据无分割聚焦，用窄带D3LS STAP实现宽带处理；其次，综合考虑发射信号设计与STAP，在设计出具有良好多普勒分辨力的信号后构造最佳"信号-滤波器对"，实现信号和D3LS STAP匹配，并导出信号带宽选取原则；再次，以输出信混比为目标函数，揭示D3LS STAP算法子阵列大小的选取准则；最后用数据验证以上算法的有效性。与子带分割STAP相比，新方法的输出信混比预期提高2～4dB。

结论摘要：

混响是主动声纳有效获取水下信息的主要干扰，因此混响抑制是主动声纳信号处理亟需解决的主要问题之一。然而混响与回波在谱特征上的相似性等因素导致混响抑制存在较大困难。因此，在空时自适应处理（STAP）体制下，申请基金资助开展宽带直接数据域类空时自适应（D3LS STAP）算法进行混响抑制的研究。经过三年研究，已全部实现项目申请书的研究目标。现将主要工作总结如下。本项目以宽带条件下D3LS STAP方法进行混响抑制为核心，主要研究以下几方面内容并取得相应成果 1、在充分认识D3LS方法原理、D3LS STAP方法机理的基础上，对原算法进行混响环境下的适应性改进及性能分析，并以此为基础，提出能联合利用D3LS STAP和统计型STAP统计信息的D3JDL方法，仿真和海试数据表明D3JDL方法在性能上较原D3LS STAP方法提升1-2dB、较统计型STAP提升3-5dB。 2、(1)作为STAP研究的基础，开发任意声速梯度下海洋混响的仿真算法，为STAP仿真研究提供运动平台下的混响数据，数据不仅能够反映水声环境的变化，而且还能体现阵元通道之间的相关性，与实际环境下采集的混响逼真度高；有PC机版本和集群机版本。2011年申报国家发明专利，于2013年授权，专利号ZL201110262358.8。(2)鉴于STAP的数据计算高密集性，开发信号处理并行计算软件及其在计算平台上的动态重配置方法，高效实现STAP的数据计算。2012年申请国家发明专利，申请受理号201210450556.1。 3、以FIR时域加权为基础，提出并构建基于FIR滤波变换的宽带STAP算法，实现宽带数据的无分割聚焦，用窄带D3LS STAP实现宽带处理；由于FIR滤波器系数可以离线计算获取，因此其宽带处理的在线计算量显著下降；理论推导和仿真实验均表明，基于FIR滤波变换的STAP性能提升在3dB以上。 4、在宽带条件下设计具有良好多普勒分辨的信号，同时兼顾处理器设计，实现“信号-滤波器对”联合设计，研究表明组合HFM波形－接收机联合设计下，系统的输出响应对目标运动速度敏感；而仅对HFM进行匹配滤波处理时，系统的输出响应对目标运动速度不敏感。对组合HFM波形-接收机进行联合设计时，信号混响干扰比能提升5dB左右。本项目除达成以上目标外，还培养博士两名，已毕业；硕士1名，攻读学位中。