合成孔徑聲吶技術研究進展

合成孔徑聲吶技術發展歷程

國外情況

聲吶和雷達從原理到應用有很多相似之處，而合成孔徑聲吶與合成孔徑雷達，更像一對孿生兄弟，經歷了相似的發展過程。合成孔徑雷達于?20?世紀?50—60?年代起步，于?20?世紀?80?年代快速發展，并取代傳統側視雷達成為對地觀測重要手段。

SAS?研究從?20?世紀?60?年代起步，20?世紀?60—70?年代發展緩慢，主要原因是技術實現上的困難問題和對技術上是否可行的認識問題。在?SAS?研究領域，制約其技術發展的兩個關鍵問題：①水聲信道，水聲環境（時變信道）一般比較惡劣，不同回波信號的相干性是個問題。特別是淺海水聲環境條件不理想，同空氣中電磁波工作環境相比，是更為“敵意”的媒質。這是當時主流觀點認為水聲信道太不穩定，不適合合成孔徑處理。②聲波傳播速度比電磁波慢得多，由于方位模糊問題，使得信號空間采樣率較低，這極大地限制了?SAS?載體的運動速度，進而限制了測繪速度的提高。

在?SAS?研究處于低潮時期，仍有一些學者堅持不懈地探索，并進行了一系列水聲環境實驗。結果表明，水聲信號的相干性能夠滿足合成孔徑成像要求。聲傳播速度慢導致信號空間采樣率低和限制?SAS?載體運動速度等問題也可以通過多子陣的辦法來彌補。

進入?20?世紀?90?年代，西方主要發達國家紛紛投入巨資，針對?SAS?科學和技術問題開展研究工作。

進入?21?世紀，SAS?技術取得了快速發展：相關技術已達到實用水平，相應的產品和軍用裝備也已經出現。

據?Unmanned Vehicles和《簡氏防務周刊》報道，美國海軍把?Edge Tech?4400?合成孔徑聲吶系統裝到獵雷?UUV上，作用距離提高?4?倍、分辨率提高?36?倍。該型聲吶美國已經對外禁運。

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