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置。因此，一般来说，σ可以表示为σij(q,F),式中i和j表示入射场和接受天线的极化方向，而(q,F)则表示球坐标下的视角。通常，运动目标被雷达探测的时候，飞机的前端视向最受重视。飞机的雷达截面积测量值表格中有时给出其前向、尾向和侧面三个数值。如果截面积的数值是在运动的状态下测量得到的，那这个值则通常都在某段时间内起伏数值的平均值；否则，就是特殊定制的视向上的静态值。
雷达日标散射的特性可用一组散射中心类似于以散射中心为基本的分布式目标模型表示为：
x (t ) ? ? ? x p m ? ( t ? t p ) （2-1）
(m)pm2p?1m??m1
式中，?(m)(t)是对?(t)的m阶微分； P是目标上散射中心的个数；
m1,m2是各散射中心的微分或积分的阶数； xpm是各散射中心的幅度； tp各散射中心的时延；
因为分布式目标的时延直接与分布式目标径向的距离成比例，因此，此“冲击响应”也即目标散射中心距离像，对应x(t)的目标频率响应为
x(w)??p
p?1m?m1?xpm(jw)(m)e?p(?jwtp)m2（2-2）
注意到式（2-1）与式（2-2）中第一部分所斯能够以的目标冲击冲击响应的细微差异；在这通过在时域中引入?m(t)，对应的在频域表明了分布式目标上各个散射中心伴随频率的变化。由此可以推出，分布式目标距离像模型能够描述分布式目标各个散射中心在一维距离上的分布特征，同时夜比较顺利的反应了单个散射中心和分布式目标作为一个整体的频率响应的特性。
2.2 分布式目标回波技术
分布式目标回波声成像是反潜声自导鱼雷检测、估计和识别的基本依据。传统的分布式目标模型则是把分布式目标当成一个球体的半径随照射角变化的刚性球, 也就是说目标是个单亮点, 在某特定条件下对分布式目标回波模型的简化。但是扩展目标潜艇进行这样的简化, 对分布式目标回波的描述是不完善的。为能够充分的反映分布式目标体积散布、不同部位反射能力和各部位之间的隐蔽效应, 采用了多亮点目标回波模型。这个模型把分布式目标回波
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看做是由一些个亮点组成的反射体, 该分布式目标回波为各亮点子回波相干加权之和。和单亮点目标模型相比, 多亮点分布式目标模型深层的反映了目标的体积散布和前后隐蔽特性, 使分布式目标回波的延伸脉宽和幅度起伏的特性得到了反馈。经过理论分析和实验证明,在高频的情况下, 任一分布式目标回波都是由若干个子回波加权相加而成的, 每个子回波都被看做是从某一个散射点发出的, 这个散射点就是亮点。它可能为真实的亮点, 也可能为某个等效的亮点。这样以来, 任一个分布式目标回波都为这些亮点回波加在一起的结果。依照形成机理可把亮点分解成几何固定亮点和镜反射亮点。前者在目标上有着相对固定的位置, 它的目标强度是入射声波的照射角和俯仰角的函数,它主要是由分布式目标的几何形状决定。而后者在目标表面上可移动, 且目标强度是目标轴和鱼雷之间夹角的函数, 它是根据波传播的声程确定的等效亮点。
目标的回波模型开始于点目标或有限数目的多亮点目标模型。认为目标的回波是点目标或目标上有限数目的散射点对入射信号作用的结果。随研究的深入，单一点目标亦或是多亮点分布式目标模型在相当多的场合下很难准确的描述有关目标的特性，考察者们只能试采用更复杂的信号模型。如果目标尺度很大或观察距离很近，目标的径向尺寸大于阵列的分辨率，这时的目标可以被看作连续散射型目标。连续散射型分布式目标的回波则是通过某些基于面元法的思想来描述判断的，将分布式目标表面上的面积微元对回波的贡献在整个表面进行面积分，随之便可以轻松的获得回波响应[6]。当然，如果表面形状复杂的话，对表面积分就很繁琐，甚至得不到想要的结果，在这种情况下，可以指着将表面按特定的方式网格化，再运用数值计算法便可轻而易举的得出模拟的结果，人们在实际中发现，这些数值方法得出的结果具有足够的精确度，可以满足工程应用的要求。用面元法分析连续散射型目标回波的最大障碍在于难于得到复杂形状目标回波的解析解，如果采用数值计算，则计算量通常很大。
分布源目标模型及分布式目标估计是一项新的技术，用分布源目标模型描述体目标特性具有合理性，有利于精确估计目标方位。在点目标或多亮点目标模型中，假定在能观测到的空间内只有几个空间离散点源，在空间上属于稀疏分布。而对分布源而言，入射分量在观测空间内基本上可谓是连续分布，不可从空间上分离一切的能量分量。而且不能同分布源的能量扩展在观测空间中经常有着重叠，使得分布源信号在空间中不能够满足稀疏分布的特点。而对分布源信号来说，模型的建立要有很多的参数信息，因为不具备点目标模型中那些很方便的假设条件，所以可能分布源信号问题会变得相当的复杂。
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第3章 目标声成像回波模型原理
3.1 线列阵的概述
线列阵应该是每个阵元按规定好的间距在一条直线上排列好才组成的。虽然它的结构简单，但是它的用途非常多，在舰艇声纳、近海警戒、海底探测并且在舰艇澡声测量里面都有非常多的应用。这些年以来，伴着造船技术有着长足的进步，安静型潜艇辐射澡声改变的已经非常低了，要想探测到低频澡声线谱，越来越长的线列阵被创造，随之而来的阵元数也日益增多，线列阵声纳技术的发展也得到了长足的进步。世人皆知两个耳朵或者眼睛能够比做是一个阵列，然而线列阵就是模仿人体构造的最大声压法而设计出来的。非常充分的利用了澡声和信号特性不一的统计特性，把水听器在一个时刻收到的形态各异的信号，通过相关方位时间的补偿处理，然后通过能量积累，从而得到输出能亮最大的方向才是分布式目标到达的最终方向。
拖曳线列阵声纳的历史可以追溯到第一次世界大战，1917年，美国人Hayes H.C博士展示了一种拉拽舷侧线列阵的声纳结构，在英国海军 Jout军舰舷侧的前面装了两个14元线列阵，与此同时在其尾部扯出了两个14元线列阵，这套系统能探测到的大概距离差不多是1.9公里，能够应对那时候的潜艇攻击。历经了90多年的演变，拉扯线列阵声纳的孔径从4倍波长发生到超过100倍波长，动态范围从60dB增加到120dB[7]。
据说上个的世纪50年代在美国东海附近的海域发现了海底石油，开采海底石油成了海洋开发中的一个重要的内容，然而地质勘探是唯一的方法，彼时英国的东方石油公司以及生物探测公司、日本的Plsey公司和加拿大的Sera公司，前前后后的使用拉扯线列阵用去接收地震回波。现实中，找到了这种拉扯式线列阵声纳那具备着远程监听检测潜艇低频辐射澡声的功能，于是日本军队最开始将它移植于声纳使用的频率范围与地址勘探不同，并且两者要求的信号的处理方式不同，而拉拽阵自身的定深、噪声，使拉扯式声纳的研制碰到了瓶颈。1995年5月，发明出了一种致力于警戒的型号为AN/SQR-14的远程拉扯式线列阵声呐，并且使这个声纳装在用于警戒的船上。就在这时，全新的战术拉扯式声纳由EXO公司开发出，型号为AN-18。该产品附加在变深声纳拖鱼后，被32个隔振水听器组成的90m长的线列阵。接着，EXO公司使用了新的技术，制造出了没有拖鱼的长拖。
声纳信号处理技术的好坏决定了声纳工作状态。在拖曳double线列阵声纳出现使，single线列阵遇到了很多关于信号处理方面的问题，自从拖线double列阵声纳问世，类似的问题依旧还是声纳重中之重的研究，而且伴着战术区域从深海到浅海的转移，安静型潜艇横空出世，拖曳式线列阵探测弱目标信号有了更加严格的性能要求。声纳的作用距离、测向测距精度、
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多目标分辨能力、目标识别以及跟踪能力等，都是实现战术指标所必须的，这些指标是达到战术指标的技术保证，如果单纯的以提高测距精度为目的，推出了延时估计精度的概念;为了保证可靠性的绝对要求，湿端换能器的寿命指标被推出。上文提到的那么多的关键技术都直接关系到了声纳系统性能的探测，于是就显得非常的重要。
如果按工作方式分，可以将它分成两类,被动式和主动联合式，通常情况下安装在潜艇上的只是被动式声纳，被动式拖曳线列阵声纳一般情况下可以由一下这些组成：
（1）线列阵:接收目标的辐射噪声和目标回波信号，由若干个水听器按照一定的间距布放，并采取隔振措施,配备用于水下姿态监视的传感器模块；
（2）拖曳收放系统拖曳布放和回收线列阵,包括拖缆和绞车；
（3）深度航向监视系统监视线列阵在水下的深度和航向信息，以便得到水听器阵列的姿态；
（4）信号处理系统:处理线列阵接收的各种信息，以实现目标的探测和相关参数估计； （5）显示控制系统显示信号处理系统的输出结果，与其它系统进行信息交换,并将控制命令下发给有关系统；
（6）数据记录系统:存储线列阵接收的数据。
主被动联合式拖曳线列阵声纳除包括以上部分外,还有发射换能器基阵!相应的拖曳收放系统以及发射机，接收声信号的声学模块包括水听器，前置放大器等元器件\如用数字方式传输号,必须有A/D转换器、多路数据混合系统和编码电路等;除了用于接收声信号的声学模块之外,还必须有若干配套部件：隔振模块和仪表模块\隔振模块是一个机械滤波器,它把拖缆的可能抖动过滤掉,尽量降低抖动引起的噪声；仪表模块内通常包括深度传感器、温度传感器和航向传感器,这些传感器的信号传输到工作平台上之后,可以显示声学模块的姿态；拖缆有两方面的作用,一是作为机械的拖拉缆,二是用于信号和电流的传输。
3.2 亮点模型的简介
目标是分布在相对体积内的很多反射点的一个大集体，通过分布式目标光照模型的研究得到，这些点的反射是不匀称的，反而存在很多反射能力很强的点，我们叫做亮点，亮点的分布和分布式目标表面的曲率，面积和入射波的方向有着千丝万缕的联系。从入射的距离区分可以把它为远长场和近场，在远场的情况下分布式目标能够看成亮点；但是如果从能量的角度来看的话，亮点对回波有很大的奉献，而另外那些漫反射对回波的影响可以不予考虑[8]。在高频的前提下，构成回波的各成分都能够等效成一个散射中心也就是亮点的回波，整个分布的目标相当于一组空间分布的量点。分布的目标回波在空间内的分布情况：近场目标回波
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