小型化声多普勒计程仪船速测量性能分析

1引言 当前国内外水下自治潜器发展很快,声多普勒计程仪被大量用于水下潜器的导航定位,为了适应潜器在体积、重量以及能源方面的要求,声多普勒计程仪的小型化成为当前的一种趋势.     

相控阵多普勒计程仪的相控波束形成

多普勒计程仪采用相控阵进行声波信号的发射和接收,不仅能够大大缩小换能器的体积,提高计程仪的适装性,还能依托相控阵本身的物理特性,无需进行声速补偿,所以在低频段获得了较多的应用。首先介绍了一维线阵波束形成的基本原理,然后分析了一维线阵的波束形成,获取多普勒计程仪发射波束及接收波束的方法,最后利用自制平面相控阵的水池测试结果与理论计算进行对比,结果表明,自制的相控阵满足多普勒计程仪的使用需求,为宽带大深度多普勒计程仪的制作奠定了基础。     

激光多卜勒测速仪理论分析

激光多卜勒测速是利用激光差频技术测量流体速度的。它可以实现非接触测量，并可测流速场内任一点的即时速度。本文着重介绍了频率和流体速度关系、光电倍增管光强变化规律等差动多卜勒技术中的一些理论问题。     

宽带声学多普勒计程仪性能试验分析

宽带声学多普勒计程仪与窄带声学多普勒计程仪相比,具有更高的测速精度和更广泛的应用价值。其中宽带信号的编码形式是提升宽带多普勒计程仪性能的重要因素。文章利用宽带测速的标准差公式分析了宽带多普勒测速精度的误差来源,提出了采用差分全球定位系统（Differential Global Positioning System,DGPS）和iXSEA公司的Octans光纤罗经组合测速参考系统进行测速精度考核的试验方法,分别对63、31和15阶（即码元数）的三种m码形式的编码序列脉冲,在高航速和低航速下,进行了对地和对水的测速考核试验以及数据分析。试验结果表明,宽带声学多普勒计程仪具有比传统计程仪测速精度高、稳定性好的特点。文章为宽带多普勒计程仪在实际应用中的参数选择提供了重要的试验依据。     

改进的相控阵多普勒计程仪波束形成技术

目前相控阵式多普勒计程仪的基阵体积比活塞式多普勒计程仪已经缩减了很多,该技术只需通过一个收发共用的平面基阵实现信号的发射和接收,可以同时形成4个方向的波束,大大减小了基阵的尺寸,同时还消除了声速变化对测速的影响。但在中深度和大深度多普勒计程仪设备中,换能器基阵的体积仍然限制了其适装的载体种类。以多普勒计程仪小型化思想为核心,分析了密排相控阵多普勒计程仪波束形成技术,对多普勒计程仪进行集成化、小型化设计。针对密排相控阵波束形成技术,比较其发射指向性、声源级、信噪比、系统复杂度与稀疏相控阵的差异。分析表明,在相同频率、相同发射功率以及相同尺寸的条件下,密排相控阵的收发联合响应较稀疏相控阵提高近6 dB。同时在相同测速作用距离的条件下,利用密排相控阵技术可以减少换能器阵元数,从而减小换能器尺寸,达到小型化的目的。     

多卜勒信号的频率—时间关系分析方法

本文根据多卜勒信号的特点,提出一种分析频率—时间关系的方法,并给出一实际信号的计算结果。     

相控阵声学多普勒计程仪的信号处理模块设计

主要介绍了相控阵声学多普勒计程仪信号处理模块的基本结构特点和相关软硬件实现方法。     

用TMS320C25实现主动声呐回波多卜勒分析

通过讨论频谱分析的各种方法,指出50%重叠的分段平均周期图法是检测主动声呐CW脉冲回波多卜勒频移的有效方法.介绍了用TMS320C25实现频谱分析的硬件组成和软件设计.     

多普勒计程仪的数据平滑方法

多普勒计程仪输出数据中有局外数据,可能会导致组合导航系统中的卡尔曼滤波器发散。文章介绍了4种数据平滑方法：动窗平均、动窗加权平均、动窗中值滤波以及动窗稳健平均。仿真结果表明：动窗稳健平均的输出不会被多个局外数据所影响,并且其处理增益接近理论极限。     

声纳信号的数字对数归一化:成批处理

在另一篇同类的文献^[1]中介绍了一种对声纳信号进行数字对数归一化处理的方法。这种方法包括对整流后的多卜勒信号取对数和用一个时变数字高通滤波器滤去缓慢变化的趋势函数p(n)。由于它企图在多波束脉冲声纳的大量的多卜勒通道上进行实时应用,因此,主要的重点就放在对计算过程的简化方面。得到了一个循环高通滤波器,当一出现输入信号样点就马上进行处理[顺序处理(serial processing)],并且只需要进行三次乘法就可以获得一个输出信号样点。文献[1]中的图9、10和11直观地给出了滤波器的性能。     

超声多卜勒血流检测仪

本文叙述了一种医用超声多卜勒血流检测仪的结构和特点。该机具有脉冲波和连续波两种功能,备有简单模拟参数输出和AR谱分析接口,既可单独成机,也可与微机联用作谱分析。可为临床诊断提供有关数据。     

相控阵声学多普勒计程仪应用程序开发

介绍了Vx Works操作系统下,相控阵声学多普勒计程仪信号处理应用程序的开发。湖试中,采用高精度的差分GPS作为比对设备,验证了方案的有效性和可行性。     

JX-1型声相关计程仪的研制

JX—1型声相关计程仪是采用实时相关技术进行速度相关介算从而获得舰船航速和航程的水声设备,它能测量舰船的绝对速度,测速与水中声速无关,因而测量精度高,并有发射功率低、换能器体积小、重量轻、结构简单、维修和更换不用进坞等优点,同时具有测深功能,另外当海深超过235米时也能测出舰船相对于水层的速度,是舰船近期较为理想的导航仪器。 JX—1型声相关计程仪样机经验收试验,型式试验,动态试验及用户试用,船检,结果表明各项技术指标均达到设计要求,工作稳定可靠,于1988年7月通过设计定型。 该计程仪采用脉冲工作体制,混合相关法测速原理…     

主动式多卜勒声纳的自适应波束形成

本文考虑在一个移动的运载体上主动式声纳系统发射长连续波脉冲的情况下,降低混响的问题。在WTI(动目标显示)雷达中,可认为杂乱回波在给定的多卜勒单元内是从一确定的方位上来的。与此情况有些不同的是,在主动式多卜勒处理声纳中混响在角度范围上是扩展了,主要因为散射体、波浪以及其他同类的东西都是在运动着。因此,抑制混响就需要接收机的指向性图具有更宽的零点。本文将从保持主瓣的约束条件下使波束形成器总的输出功率最小的观点出发,讨论基阵最佳化的基本问题。混响噪声场的协方差矩阵可以根据波浪运动所引起的扩展的经验结果以及接收换能器的几何特性来模造。由这些理想化的模型,计算并画出在各种不同的多卜勒频率单元、运载体速度与海况条件下最佳化的基阵响应图。其次,对实际换能器作了测量,在考虑到换能器本身的局限性的情况下,检验了自适应波束形成的实际性能。由于换能器响应图的不理想,影响了整体响应最佳化的程度,在这方面有一些结论。这些结论表明,有可能改进主动式换能器的设计。这对于在主动式声纳中充分发挥最佳与自适应技术的作用是很必要的。     

多普勒计程仪的数据降噪算法

多普勒计程仪输出的船速数据中含有偏差较大的点,即野点,在数据处理时必须将其去除,否则可能会导致组合导航系统中的卡尔曼滤波发散。同时输出数据由于受到随机误差的影响,会导致数据的平滑性能变差。提出了一种多普勒计程仪的数据降噪算法,该算法首先利用改进的中值滤波方法去除数据中的野点,再利用小波阈收缩去噪算法去除随机误差。仿真结果表明,与传统的中值滤波相比,该算法能极大地提高处理增益,并且有很高的应用价值。     

水下运动目标的测速技术研究

水下运动目标的航速是目标水下航行的重要技术参数之一.众所周知,水下目标的水下航速是矢量,即在有流速存在的海域中航行的水下目标,只要航向不完全与流向保持一致,水下目标水下速度就可分解成纵向和横向速度.本文介绍的研究内容解决了水下运动目标的纵、横速度的精确测试技术,最终能够实现对不同类型的水下运动目标使用的计程仪进行标校和检测.     

中国计量科学研究院铯原子喷泉钟的研究取得重大进展

中国计量科学研究院承担的、国家自然科学基金资助的重大课题——铯原子喷泉钟的研究，于近日取得了重大进展。铯原子喷泉钟是新型时间基准。目前，各国竞相开展此项研究。利用激光对原子的作用，使原子减速，超过了早期理论预言的多卜勒冷却极限。１９８９年，美国斯坦福...     

多层陶瓷电容器研究现状和发展展望

片式多层陶瓷电容器是新型片式元器件门类的主要品种之一.介绍了多层陶瓷电容器国内外研究现状和发展状况,重点介绍了镍内电极多层陶瓷电容器、高容量多层陶瓷电容器和高压多层陶瓷电容器,同时指出我国多层陶瓷电容器行业存在的问题和发展方向.     

电子玻纤国内外发展研究现状分析

随着全球多层电路板朝着高精度、高密度、高性能及多层化方向发展,全球电子玻纤布也朝着多成分、多结构、多规格及多厚度方向发展.论文详细论述了中国大陆、台湾地区和欧美地区电子玻纤的发展现状,对国内外电子级玻纤的研究现状进行了综述,分析了电子玻纤的发展趋势,提出发展超细电子玻纤是使促使我国从玻纤生产大国向玻纤生产强国发展的必由之路,最后讨论了超细电子玻纤研发的关键技术.     

数字化平台罗经模拟器

介绍一种用于模拟平台罗经和计程仪提供相应DSC信号的数字化模拟器,它可以产生模拟本舰航向、航速和纵横摇参数的DSC信号,可用于声呐设备的试验和调试。