我国声呐信号处理机系统结构发展方向探讨

本文分析了我国声呐信号处理机工程中面临的问题及国际上并行处理技术的发展，对我国声呐信号处理机系统结构发展方向提出了设想，并给出了符合当前信号处理技术发展方向的并行处理机系统结构模型设计。     

被动声呐信号检测技术发展

水声信号检测是被动声呐系统进行目标探测所需的重要支撑技术,信号检测的性能直接影响到被动声呐系统对目标探测的能力。对被动声呐信号检测技术的研究情况进行了梳理,将其归纳为基于时域信息的信号检测技术和基于空域信息的信号检测技术两大类。在分析现有技术不足和应用需求的基础上,指出弱信号、低虚警率和有效利用水声传播信息等是被动声呐信号检测技术可能的发展方向。     

基于水平集和支持向量机的图像声呐目标识别

本文对基于水平集和支持向量机的图像声呐目标识别方法进行了介绍,这是一种利用声呐技术获得图像,并对目标进行识别的先进技术。水平集法可以根据声呐图像了解目标的大概轮廓,根据不变矩,找到特征矢量,并结合支持向量机,得到识别结果。这种方法有着较高的识别率,应用的范围也比较广,笔者根据自身经验对这种方法的应用情况进行了介绍,希望对相关工作人员提供一定参考意见。     

敷设声学材料的声呐平台结构振动声辐射计算分析

采用有限元/边界元方法对声呐平台结构振动声辐射进行了理论研究。首先根据声学材料不同的减振降噪机理对其进行了合理的等效处理和简化建模,然后计算了声呐平台敷设不同阻尼和吸声特性声学材料的振动与声辐射特性。研究表明:声学材料的阻尼性能可以通过复合损耗因子等效,吸声性能可以通过设置边界特性阻抗来近似实现;声呐平台结构敷设阻尼和吸声材料有利于减小平台振动和降低自噪声;声学材料的吸声系数越大越有利于降低声呐平台自噪声,这对声呐平台自噪声预报和控制提供了重要的理论指导和参考价值。     

北约海军声呐浮标使用现状及发展趋势

介绍了北约海军当前常用声呐浮标及用于多基地探测的新型声呐浮标的型号、功能和性能,并对北约声呐浮标的发展趋势进行了总结和分析,为国内声呐浮标的研究和发展提供借鉴。     

基于声呐历程累积图像的弱回波目标检测方法

针对浅海随机噪声与混响背景下蛙人等弱回波强度、慢速小目标的检测问题,提出一种基于声呐历程累积图像的目标检测方法。首先根据声呐图像时域、空域相关性,采用背景空时归一化处理技术,抑制声呐背景中的静态混响、突发性噪声等强回波干扰。声呐历程累积图像集成了多帧声呐图像的信息,目标回波亮点由于运动连续性形成亮线特征,利用该特征,采用Radon恒虚警率(Radon Constant False Alarm Rate,Radon-CFAR)检测声呐历程累积图像中的目标短时运动轨迹,能够检测到低信噪比的目标。分析了空时归一化处理和检测算法的性能,并通过海试数据验证了该算法的有效性,可以检测到低信噪比的蛙人目标回波。     

一种高精度水下成像声呐性能实验研究

多波束测深声呐作为一种用于水下成像的声呐,已经成为国内外海洋科学研究、海底资源开发、海洋工程建设等海洋活动中最主要的海洋调查勘测仪器之一,所介绍的多波束合成孔径声呐是结合了合成孔径声呐技术和多波束测深技术的一种新型成像声呐,可以更好地满足水下地形地貌的探测需求。基于多波束合成孔径声呐理论,构建该声呐模型系统进行相关实验验证。实验中将直径13 cm的空心双球分置于基阵单侧入水,发射信号是中心频率为180 k Hz,脉宽为1 ms,带宽为8 k Hz的线性调频信号,在航迹向的不同采样位置以无指向性的声源对其进行照射,经过合成孔经处理得到高精度的多波束合成孔径声呐图像,通过与多波束测深声呐及侧扫合成孔径声呐的成像结果进行对比,验证了多波束SAS成像理论的有效性和正确性,并在此基础上分析多波束合成孔径声呐的优缺点,为进一步研究提供参考依据。     

过采样技术用于提高声呐的收听性能

本文提出一种对信号进行过采样的单波束接收机技术方案,减轻了对抗混滤波器的要求,较好地解决了折叠失真和相位失真的矛盾,可以改善数字声呐的收听性能。     

三型高频声呐的关键技术与发展趋势

针对高频声呐在水下安保中的应用,介绍了反蛙人技术、图像声呐技术和浅水多波束声呐技术,并指出这三种声呐的关键技术及未来的发展趋势。     

一种基于CPCI总线的大动态范围声呐信号调理电路实现方案

在声呐性能仿真测试系统中,输入的声呐模拟信号动态范围很大。对这样的信号进行采集,需用调理电路对声呐测试信号进行预处理。给出了一种基于CPCI总线的大动态范围声呐信号调理电路的设计方法。该电路可实现信号的程控放大,衰减和滤波,能满足声呐性能测试的需要。     

干扰存在时被动声呐工作背景建模与分析

在实际应用中,声呐的工作背景除了各向同性背景噪声外,通常还会存在干扰。干扰存在时经典的被动声呐方程存在一定的局限性。在经典被动声呐方程的基础上,讨论了干扰对被动声呐工作背景的影响。提出了一种更加实用的工作背景模型,并详细分析了波束域的工作背景模型,应用此背景模型对经典被动声呐方程进行了修正,修正后的方程可用于干扰存在时被动声呐的性能预报。最后通过不同干噪比条件下的仿真验证了波束域工作背景模型的正确性。提出的工作背景模型可为被动声呐设备在干扰存在条件下的性能预报提供参考。     

HS—12吊放声呐性能分析

本文着重对HS-12吊放声呐的性能进行较全面系统的分析 并结合试验获得的数据,对该声呐的主要战技指标作了简要的评估.     

普氏蹄蝠声呐脉冲序列与结构形变的模式匹配

普氏蹄蝠的声呐系统具有显著的动态特性，包括声呐结构的动态形变（鼻叶运动、耳廓运动）和超声脉冲序列的动态调整（脉冲数目、激发时刻等）。为了研究这两种动态特性之间是否存在耦合关系，通过生物实验同步采集普氏蹄蝠的鼻叶运动、耳廓运动和声呐脉冲序列；针对出现频率较高的两种鼻叶/耳廓耦合运动模式，利用神经脉冲模式分类方法（Spike train SIMilarity Space，SSIMS），对其同步的声呐脉冲序列进行分类。分析结果表明，普氏蹄蝠声呐脉冲序列的变化与其声呐系统结构的动态形变相匹配，即不同鼻叶/耳廓耦合运动模式对应不同脉冲数目和脉冲激发时刻的声呐脉冲序列。     

无源声呐目标特征提取的一种新方法

水下目标的特征提取一直是水声信号处理的一个难题。由于实际声呐目标的发声机理和反射声波的机理十分复杂,成份多样,造成水声信号具有较强的非平稳性和非高斯性。为了提高对水下目标识别的正确识别率,本文突破以往研究中关于信号平稳性和高斯性的假设,在简要介绍LOFAR谱图和高阶谱(HOS)估计方法的基础上,提出一种基于高阶谱的LOFAR谱图特征的提取方法。本方法既不受高斯性假定的约束,也不受平稳性假定的约束。最后,用本方法对三类实际声呐信号进行了特征提取,取得了令人满意的分类识别效果。     

一种频分MIMO声呐的波达方向估计算法

为了使声呐阵列在有限的载体空间内获得较高的角度分辨率,设计了基于频率分集的多输入多输出（MultipleInput Multiple-Output,MIMO）声呐。该MIMO声呐采用N发M收的布阵方式,接收阵为M元均匀线阵,发射阵由N个阵元组成,且各发射阵元发射中心频率不同、包络相同的窄带信号。建立密集式频分MIMO声呐的回波模型,并以此模型为基础提出了波达方向估计算法方向-相位域多重信号分类（Direction and Phase Domain-Multiple Signal Classification,DPD-MUSIC）算法。仿真实验中以双频MIMO声呐为例,将频分MIMO声呐的DPD-MUSIC算法的估计性能与单输入多输出（Single-Input Multiple-Output,SIMO）声呐MUSIC算法的估计性能进行了对比。仿真结果表明,频分MIMO声呐利用DPD-MUSIC算法可以获得优于等接收阵元数SIMO声呐的角度分辨率和角度估计精度。     

COTS技术在声呐装备中的应用

采用商业货架产品(Commercial-Off-The-Shelf,COTS)技术可使声呐系统具有更强的信号处理能力,有效降低声呐研制与更新成本,缩短声呐研制周期。分析了国外先进声呐系统上采用的COTS软硬件技术,对COTS技术在声呐系统中的应用前景进行了分析和展望,提出了我国声呐系统中COTS技术的重点研究方向,以加快发展拥有自主知识产权的COTS软硬件技术,提高我国海军声呐装备水平。     

多地址声呐系统概述

本文介绍了多地址声呐系统的工作原理和声呐工程，提出了实用的系统配置方案，并对其性能作了概要的分析，评述了研究方向和发展前景。     

水面舰舰壳声呐发展方向探讨

通过对国外声呐的研究,提出水面舰舰壳声呐应具有的性能及发展方向。     

非瑞利混响数据的模糊统计归一化

0引言在主动声呐检测中,海洋混响是声呐目标检测的主要背景干扰,所以近年来浅海混响抑制技术得到了国内外声呐研发人员的广泛关注。大多混响抑制技术对声呐接收信号包络检波前的原始信号进行处理[1]。对于浅海复杂水声环境中的声呐,由于混响的模糊性、水声环境的变化性,以及浅海环境的复杂性,基于原始信号处理技术的     

平面阵波束形成算法效率比较

二维平面阵声呐系统所采用的阵元个数、形成波束的数量都较一维线阵声呐系统高一个数量级,数据处理量巨大,对信号处理机的实时处理能力要求非常高。如何提高二维波束形成算法的效率是工程实现二维平面阵声呐系统的关键,本文讨论了三种二维平面阵波束形成算法,并对这三种算法进行了计算效率和波束性能的对比。