水聲探測(cè)與通信原理

目 錄
上篇 水聲探測(cè)原理
第1章 緒論 002
1.1 概述 002
1.2 聲吶系統(tǒng)的分類(lèi) 004
1.2.1 引言 004
1.2.2 按工作原理分類(lèi) 004
1.2.3 按裝置體系分類(lèi) 007
思考題與習(xí)題 012
參考文獻(xiàn) 013
第2章 聲吶檢測(cè)原理 014
2.1 能量檢測(cè) 014
2.2 正交相關(guān)檢測(cè) 016
2.3 線(xiàn)譜檢測(cè) 018
2.4 歷程檢測(cè) 022
思考題與習(xí)題 023
參考文獻(xiàn) 023
第3章 聲吶測(cè)向方法 024
3.1 波束形成 025
3.2 最大值測(cè)向 028
3.3 相位法測(cè)向 031
3.4 振幅差值法測(cè)向 035
3.5 相位幅度法測(cè)向 038
3.6 相關(guān)法測(cè)向 039
3.7 互譜法測(cè)向 041
3.7.1 分裂波束相位差 042
3.7.2 互譜測(cè)向原理 044
3.8 矢量水聽(tīng)器測(cè)向原理 047
3.9 高分辨空間方位估計(jì)算法 051
3.9.1 MUSIC算法 052
3.9.2 ESPRIT算法 054
思考題與習(xí)題 057
參考文獻(xiàn) 058
第4章 聲吶測(cè)距方法 059
4.1 主動(dòng)聲吶測(cè)距方法 059
4.1.1 脈沖測(cè)距法 059
4.1.2 調(diào)頻信號(hào)測(cè)距法 062
4.1.3 相位測(cè)距法 073
4.2 被動(dòng)聲吶測(cè)距方法 075
4.2.1 概述 075
4.2.2 被動(dòng)測(cè)距幾何原理 077
4.2.3 測(cè)距誤差分析 079
4.2.4 時(shí)延估計(jì) 084
思考題與習(xí)題 086
參考文獻(xiàn) 086
第5章 聲吶測(cè)速方法 087
5.1 目標(biāo)速度測(cè)量 088
5.1.1 位變率測(cè)速法 088
5.1.2 多普勒測(cè)速法 090
5.2 本艦航速測(cè)量 092
5.2.1 多普勒測(cè)速 093
5.2.2 相關(guān)測(cè)速 102
思考題與習(xí)題 110
參考文獻(xiàn) 110
第6章 水聲目標(biāo)定位方法 111
6.1 聲吶浮標(biāo)定位 111
6.1.1 LOFAR法 111
6.1.2 CODAR法 115
6.1.3 HYFIX法 116
6.2 多平臺(tái)聯(lián)合定位 117
6.3 單平臺(tái)被動(dòng)定位 119
6.3.1 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)分析 120
6.3.2 匹配場(chǎng)處理 123
思考題與習(xí)題 125
參考文獻(xiàn) 125
第7章 聲吶目標(biāo)跟蹤方法 126
7.1 主動(dòng)聲吶目標(biāo)跟蹤方法 127
7.1.1 目標(biāo)參數(shù)估計(jì) 127
7.1.2 目標(biāo)跟蹤 128
7.2 被動(dòng)聲吶目標(biāo)跟蹤方法 130
7.2.1 振幅比較法 131
7.2.2 分裂波束互譜法 133
7.2.3 線(xiàn)譜跟蹤 133
思考題與習(xí)題 134
參考文獻(xiàn) 134
第8章 水聲偵察原理 135
8.1 主動(dòng)聲吶信號(hào)捕捉 136
8.1.1 主動(dòng)聲吶信號(hào)捕捉理論依據(jù) 136
8.1.2 時(shí)頻聯(lián)合捕捉信號(hào) 137
8.2 主動(dòng)聲吶信號(hào)參數(shù) 141
8.2.1 主動(dòng)聲吶信號(hào)描述 141
8.2.2 幾種主動(dòng)聲吶信號(hào) 142
思考題與習(xí)題 144
參考文獻(xiàn) 144
第9章 水下目標(biāo)非聲探測(cè) 145
9.1 水下目標(biāo)非聲探測(cè)手段 145
9.1.1 雷達(dá)探潛技術(shù) 145
9.1.2 磁探儀探潛技術(shù) 147
9.1.3 尾跡探潛技術(shù) 148
9.1.4 激光探潛技術(shù) 152
9.1.5 電場(chǎng)探潛技術(shù) 153
9.1.6 生物光尾跡探潛技術(shù) 154
9.1.7 其他探潛技術(shù) 154
9.2 聲與非聲聯(lián)合探潛手段 155
思考題與習(xí)題 156
參考文獻(xiàn) 156
下篇 水聲通信原理
第10章 水聲通信信道 158
10.1 水聲通信概況 158
10.1.1 水聲通信系統(tǒng)基本組成 160
10.1.2 水聲通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 164
10.1.3 水聲通信聲吶方程 166
10.2 水聲通信信道 166
10.2.1 水聲通信信道的特點(diǎn) 167
10.2.2 水聲通信信道對(duì)水聲通信的影響 169
10.2.3 應(yīng)對(duì)水聲通信信道影響的對(duì)策 179
思考題與習(xí)題 184
參考文獻(xiàn) 184
第11章 水聲信源編碼 185
11.1 概述 185
11.2 信源編碼定理 186
11.2.1 等長(zhǎng)碼編碼定理 188
11.2.2 變長(zhǎng)碼編碼定理 192
11.2.3 限失真信源編碼定理 197
11.3 常用無(wú)失真信源編碼 198
11.3.1 香農(nóng)編碼 198
11.3.2 費(fèi)諾編碼 199
11.3.3 哈夫曼編碼 200
思考題與習(xí)題 203
參考文獻(xiàn) 204
第12章 水聲信道編碼 205
12.1 概述 205
12.2 信道模型和信道容量 206
12.2.1 信道模型 206
12.2.2 信道容量 211
12.3 信道編碼基本原理 213
12.3.1 信道編碼定理 213
12.3.2 差錯(cuò)控制編碼 218
12.4 常用信道編碼技術(shù) 223
12.4.1 線(xiàn)性分組碼 223
12.4.2 循環(huán)碼 231
12.4.3 BCH碼 233
12.4.4 卷積碼 234
12.4.5 Turbo碼 238
思考題與習(xí)題 240
參考文獻(xiàn) 240
第13章 水聲通信調(diào)制解調(diào) 241
13.1 概述 241
13.2 模擬調(diào)制系統(tǒng) 243
13.2.1 標(biāo)準(zhǔn)振幅調(diào)制 243
13.2.2 雙邊帶調(diào)制 246
13.2.3 單邊帶調(diào)制 246
13.2.4 殘留邊帶調(diào)制 249
13.3 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) 249
13.3.1 2ASK 250
13.3.2 2FSK 253
13.3.3 2PSK 257
13.3.4 多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制 260
13.4 新型數(shù)字調(diào)制技術(shù) 266
13.4.1 正交振幅調(diào)制 266
13.4.2 最小頻移鍵控 268
13.4.3 頻分復(fù)用 271
13.5 水聲擴(kuò)頻通信 275
13.5.1 偽隨機(jī)序列 275
13.5.2 擴(kuò)頻技術(shù) 283
13.6 水聲通信信號(hào)接收處理技術(shù) 286
13.6.1 均衡技術(shù) 287
13.6.2 分集技術(shù) 290
13.6.3 時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù) 291
13.7 同步原理 294
13.7.1 載波同步 295
13.7.2 碼元同步 300
13.7.3 群同步 303
思考題與習(xí)題 307
參考文獻(xiàn) 307
第14章 水聲通信網(wǎng)絡(luò) 308
14.1 概述 308
14.2 UAN的發(fā)展現(xiàn)狀和特點(diǎn) 309
14.2.1 UAN的發(fā)展現(xiàn)狀 309
14.2.2 UAN的特點(diǎn) 310
14.3 UAN的分層結(jié)構(gòu)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 312
14.3.1 UAN的分層結(jié)構(gòu) 312
14.3.2 UAN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 315
14.4 水下自組織網(wǎng)絡(luò) 319
14.5 水下聲學(xué)傳感器網(wǎng)絡(luò) 323
思考題與習(xí)題 324
參考文獻(xiàn) 324