42、信号检测与波数方位估计技术解析

信号检测与波数方位估计技术解析

1. 信号检测技术基础

声音压力波动与频率相关，直接路径和折射路径之间的相位差是波数乘以路径差（以米为单位）。对于给定的总距离，低频受影响远小于高频。若以波长表示，当路径长度超过约四分之一波长时，压力波动会变得严重。小的声速梯度可能需要超过 1000 个波长的传播距离才会出现明显影响，而边界附近较大的声速梯度可能只需几十个波长就会产生影响。这种对多径进行随机特征描述的技术在动脉医学成像、化学过程传感器与控制，以及管道腐蚀和保温层检测等先进传感器任务中可能很有用，也可作为大气和海底环境传感或电磁传播信道研究的信号处理工具。

2. MATLAB 示例

2.1 相关 m - 脚本概述

使用了六个 m - 脚本来生成相关图形，具体信息如下表所示：
| m - Script | Figures |
| — | — |
| DET SIG.m | 12.1–12.4 |
| PDF S.m | 12.6 |
| RICIAN.m | 12.7 |
| PdvsLambda.m | 12.8–12.11 |
| CFAROC.m | 12.12–12.17 |
| HELMGEOM.m | 12.19, 12.21, 12.22 |

2.2 “DET SIG.m”脚本

这是一个简单的例程，用于生成具有单位方差的 ZMG 噪声信号，并在短记录中放置基本的直流偏移类型的信号脉冲，以便评估统计特性。对于高信噪比（如 10），结果很明显，均方根（RMS）平均对检测信号开关位置的能力有显著影响；在低信噪比（如 1.0）时，