一种吊放声纳大容量数据存储系统设计方法

为了获得海洋声数据及水下目标回波数据,从而更好的研究及改进吊放声纳系统。利用高速信号处理芯片TMS320VC5509A的特性加上大容量NAND FLASH存储芯片,针对吊放声纳系统的特点,设计了一套实用的高集成度吊放声纳数据记录系统。以提高系统集成度、稳定性作为关键点,从系统结构、硬件设计、存储结构、软件设计等几个方面阐述了设计思路及实现方法。经实际使用证明,整个系统结构简洁,设计合理可靠,使用方便,具有很好的扩展性。     

潜艇机动规避对抗吊放声纳搜索技术仿真研究

在对反潜机的螺旋线搜索模型、吊放声纳的探测模型、潜艇的规避策略模型深入研究的基础上,分析讨论了潜艇航速的变化及采用不同规避策略对吊放声纳搜索概率的影响,并进行了仿真比较.结果表明:随着潜艇航速的增加,吊放声纳搜索概率不断下降,且航速变化对吊放声纳主动工作方式的搜潜概率影响要大于被动工作方式;潜艇以远离当前吊放点为规避航向且全速规避时会明显降低吊放声纳的搜索概率.这对潜艇规避对抗吊放声纳搜索具有实际的指导意义.     

浅海声速剖面对吊放声纳探测距离的影响

吊放声纳的作用距离不仅和自身设备性能有关,还和海洋水声环境特性及吊放声纳入水深度有着密切的关系.本文阐述了浅海不同声速剖面中的声传播特性,通过仿真声线轨迹分析了几种典型的浅海声速剖面对声传播的影响.通过对声纳、水声环境以及目标的模型化计算,利用射线模型仿真了几种不同声速剖面情况下吊放声纳的主动作用距离.分析了吊放声纳入...     

特殊的俄罗斯新型舰用吊放声纳-“灶神星-k”(ВЕСТА-К)

俄罗斯“海洋仪器公司”生产的“灶神星-k”新型舰用吊放声纳,适用于中小型水面舰艇。该声纳由发射阵和支臂展开式接收阵构成,能以主动方式探潜和自动跟踪,并对目标进行定位。此外,该声纳还具有鱼雷报警和跟踪、低频水声通信、目标识别与分类以及被动测距等功能。阵的吊放深度为400m,发射(单频、调频和复合信号)频率为2.5kHz,声源级为200dB/Pa,干端和湿端重180kg。与欧美国家相比,该型声纳有其独特之处。声纳的湿端如右图所示。特殊的俄罗斯新型舰用吊放声纳-“灶神星-k”(ВЕСТА-К)@栾波     

吊放声呐单芯电缆长距离高速数据传输技术研究

对国内外广泛使用的直升机机载吊放声呐数据传输技术进行了分析,比较各种传输技术的异同,着重介绍了一种吊放声呐稳定可靠工作情况下传输技术方法以及未来实际工程应用的发展趋势。     

声纳阵元域信号并行仿真系统设计

采用由多片DSP和工控机为核心组成的DSP并行处理系统,进行声纳阵元域信号仿真。为满足实时性与通用性的应用需求,探讨基于并行DSP系统的仿真系统的软硬件结合设计方法。根据仿真算法,设计仿真系统任务流水线并行模式;基于软件工程方法和设计模式,设计便于流水线阶段映射的DSP进程框架和适当粒度的任务封装;采用时延隐藏方式设计DSP间的数据通信。使用表明,这些设计既满足了实时性能的要求,又解决了并行多任务实时系统通常难以进行适应性维护和功能重配置的问题。     

参量阵声纳的新应用分析

介绍了近几年国外参量阵技术在浅海探测声纳、吊放声纳、鱼雷自导声纳、浅海水声通讯等方面的应用进展情况。针对频率为30kHz的线性小目标探测声纳,对原频90kHz、差频30kHz的非线性参量阵进行了性能估算,结果表明,参量阵声纳在高混响背景下探测小目标的性能优于线性声纳。文章还分析了参量阵声纳的新应用所面临的一些技术难点,给出了一种相对简单的宽带参量阵的实现方法。     

ATM传输技术在声纳中的应用研究

为了适应声纳系统一体化的发展需求,提出了一种基于ATM（Asynchronous Transfer Mode）传输技术的网络化基元域数据传输系统。讨论了ATM技术在声纳数据实时采集与传输中的应用;给出了ATM技术传输效率与数据帧大小的关系;阐述了ATM数据传输节点、ATM交换机和ATM数据传输系统的设计。该系统已成功应用于某声纳中,为该声纳提供了一个总带宽为622Mbps的水声数据网络,并为多声纳间基元域数据共享提供了有效途径。     

SHARC处理器HOST开发方法在声纳显控台中的应用

随着现代计算机技术的快速发展,数字信号处理机(DSP)得到了长足的发展,已经广泛地应用到了各个领域.在DSP家族中,AD公司的最新产品SHARC具有运算速度快、功能强等特点,是组成雷达、声纳信号处理核心的优质部件.而如何把数字信号处理机应用于声纳浮标系统当中,一直是人们探讨的问题.     

基于DSP的声发射在线监测系统的研制

声发射信号频率范围宽,要求采样频率高,对其进行在线监测要处理的数据量相当大,对监测系统的信号处理速度和传输速度要求相当高.利用DSP的高速处理能力,把信号的声发射参数提取等初步处理都放在硬件内完成以减少向上位机传输的数据量,从而减少数据传输的时间.论文研究了整个系统的软、硬件设计中的关键问题,并给出了解决方案.     

舰载声呐与航空吊放声呐协同双基地搜索范围研究

针对舰载声呐与航空吊放声呐构成的异类传感器双基地工作问题,建立了基于声呐方程的海洋环境噪声背景下双基地搜索范围模型。在舰载声呐与航空吊放声呐双基地协同工作系统中,舰载声呐发射探测信号,舰载声呐和航空吊放声呐均接收水下目标回波信号。根据能量关系建立了扩展面积、扩展距离、等效半径模型,定量分析了声源级、基线长度等因素对系统搜索范围的影响。仿真结果表明,当舰载声呐声源级相对于吊放声呐声源级足够大时,协同双基地工作模式在较大的基线长度范围内不仅在搜索范围上优于舰载声呐和吊放声呐均独立工作时的单基地联合搜潜,而且在搜索宽度上也有优势。     

反蛙人声呐的相控波束稳定

吊放式反蛙人声呐的水下姿态不稳定性对设备性能带来不利影响,声呐湿端姿态倾斜会使各波束主瓣平面偏离水平面,导致水平面内的发射声波强度损失以及海底、海面混响反射强度的增加,姿态旋转则会造成声呐接收方位失真。文章在推导给出湿端陀螺坐标系与大地坐标系之间姿态变换关系的基础上,基于大地坐标系内的姿态和横滚角,以相控俯仰实现导引方位上的发射波束稳定,在纵倾6°情况下,于波束导引方位可获得2.7 dB的波束稳定增益;以湿端横滚角补偿进行接收波束的方位修正,弥补陀螺航向角修正的精度误差,在纵倾6°情况下,能克服最大0.56°的方位修正误差;将仿真结果和有关试验数据进行了分析比较,验证了相控波束稳定方法的工程可行性。     

基于通用信号处理平台的数字声呐仿真研究

传统的声呐设计,采用专用硬件配以专用软件实现实时信号处理,开发周期长,可靠性可维修性较低。利用通用信号处理平台实现数字声呐设计是今后的一种发展方向。分析了数字声呐设计的基本原则,研究了一种利用通用信号处理平台实现传统数字声呐的仿真设计方法。分析了通用信号处理平台的总体设计、硬软件组成及功能特点,利用该平台,按照50%冗余设计,完成了48路圆柱型基阵主动声呐的实时仿真设计。通过该仿真设计实例,说明数字声呐可以方便地采用通用信号处理平台来实现。     

基于实录音频的吊放声呐模拟器设计与仿真

针对多数模拟器无法营造逼真操作感受的问题,提出了一种基于声呐实录音频的吊放声呐模拟器,并给出仿真实例。该系统运用反波束形成技术,基于实录音频合成具有真实听觉感受的阵元域信号,采用真实的波束形成方法和信号处理方法,能够得到与实际装备十分近似的视觉效果和听觉感受,对声呐操作员的日常训练是十分有益的。     

相关测速声纳工作原理及海试验证

“波形不变性”原理是相关测速声纳的基本工作原理,利用射线声学方法对此原理进行了论述。分析了相关测速声纳的两种设计思路:时间相关和空间相关。提出了采用空间相关的思路设计相关测速声纳样机的具体方法,包括阵型设计、信号设计和软件工作流程,并分别在西太平洋和中国南海进行了两次试验。将海试数据结果与声多普勒流速剖面仪和差分GPS从速度大小和方向上进行了比较,证明了相关测速的可行性,验证了流混响和底混响的相关理论模型、声纳阵设计以及信号处理方法的正确性。     

声纳基阵信号模拟器实时软件的开发

声纳基阵信号模拟器是一种实用的、可近似仿真实际监测目标及使用环境的阵元级信号发生器。声纳基阵信号模拟器的使用将有效缩短数字式声纳的研制周期，大大减少湖试和海试的次数。文章中以通用信号阵列处理系统为运行环境，详细介绍了一种声纳基阵信号模拟器实时多任务系统的软件设计与开发过程，分析了该软件系统中所有基本任务的功能以及多任务之间的通信关系，并且最后给出了该实时多任务软件在通用信号处理机上的实现拓扑图。实践证明，该套软件功能完备，且具有很好的实时性和稳定性，非常适用于现代声纳工程领域。     

水下近场目标声探测系统设计研究

为对水下近场目标进行定位和识别,设计了一种小型水下近场目标声探测系统。该系统采用水听器十字阵对目标进行被动方位估计和主动声纳测距相结合的工作方式。为验证声纳探测系统设计的可行性,设计了一个水下目标方位估计的水池实验,该实验系统利用LabVIEW便捷的数据采集和存储功能及MATLAB对算法的强大仿真能力,方便地实现了对水声信号的采集和分析。这种探测系统的设计可为水听器布阵和相关算法的选择提供参考。