水下目标应答技术的研究

本文提出了一种利用大动态范围脉冲幅度自动增益控制技术和数字波形存储技术，实现水下目标信号存储和目标回波波形模拟的方法。利用该方法设计的声呐目标应答器，经多次湖试和海试验证，技术方案可行，并取得了满意的波形模拟效果。文中主要介绍了目标信号存储与回波波形模拟的基本原理、海试结果及性能分析等。     

基于CPLD的雷达模拟训练器跟踪测距实现

雷达测距系统是雷达的主要系统之一.它以MAX7000系列CPLD器件为核心,对雷达主波、波门信号和目标回波信号进行模拟,实现雷达测距系统的模拟手动跟踪测距和自动跟踪测距.     

基于PXI的水下目标辐射噪声和信号模拟器

文中以宽带和多目标信号为模型,在虚拟仪器开发环境LabWindows/CVI下,设计和开发了基于PXI总线的水下目标模拟器。目标模拟器产生24阵元平面水声基阵的接收信号,在实验室里模拟海洋环境下的目标回波、混响和环境噪声,提供测试水声设备所需的各种目标信号。最后给出了该系统在水声自导系统调试和性能测试应用中的结果。     

水声信号的计算机模拟

介绍了典型情况下的海洋环境噪声,混响、目标辐射噪声、回波等声信号模型、给出了表达式以及所建声信号模型的计算机模拟结果。模拟结果与理论值符合良好。     

脉冲激光成像探测系统回波信号仿真

研究激光脉冲回波信号特性并建立其数学模型,是应用回波信号处理技术处理回波,生成目标三维激光仿真图像的基础.首先建立了激光器发射脉冲信号能量在时间和空间上的分布模型,然后依据成像目标的激光图像仿真模板,采用累加激光脚印各采样区发射脉冲信号与对应目标散射面单位冲激响应卷积值的方法,生成了探测器接收回波仿真信号,最后分析了影响回波信号仿真精度的因素.通过对激光脚印采样区个数的合理设置实现了激光脉冲回波波形的精确仿真.     

地杂波与杂波对消技术

现代雷达一般在强电磁干扰环境下工作，但是由于雷达天线波束比较窄，在任一时刻相当于定向辐射，因此对雷达产生实质性影响的信号主要是雷达的泄漏信号和近物反射的信号。特别在雷达低仰角工作时，回波信号远大于有用目标的回波信号，其差别可大干80dR。如此巨大的杂波信号要求接收机信道要具有很大的动态范围，强信号使得数字化信道无法实现。本文分析了固定杂波和目标回波，总结出了它们之间的异同点。根据固定杂波和目标回波的特点上设计出了杂波对消器，并可以用数模混合电路和模拟电路分别实现。     

靶雷目标尺度和亮点模拟效果分析

新型靶雷具有目标尺度和亮点模拟功能.本文首先简要介绍了靶雷的声学模拟特征,阐述了目标尺度和亮点模拟效果检测方法.采用多波束测量模拟目标的覆盖扇面角,通过计算获得目标的模拟尺度和回波亮点强度.提供了湖上部分测试结果,并对结果进行了分析.结果表明该型靶雷目标模拟效果逼真,模拟方法可行,检测手段合理.     

靶雷目标尺度和亮点模拟效果分析

新型靶雷具有目标尺度和亮点模拟功能.本文首先简要介绍了靶雷的声学模拟特征,阐述了目标尺度和亮点模拟效果检测方法.采用多波束测量模拟目标的覆盖扇面角,通过计算获得目标的模拟尺度和回波亮点强度.提供了湖上部分测试结果,并对结果进行了分析.结果表明该型靶雷目标模拟效果逼真,模拟方法可行,检测手段合理.     

一种用于水声运动目标成像的空间散射模型

水声成像过程中为了分析所接收的运动目标回波、理解接收信号的形成机理,提出了一种用于该情况的空间散射模型,并利用此模型仿真了"T"型阵成像声呐接收的回波信号。对信号的分析说明了空间散射模型的正确性。以空间散射模型为基础,利用傅里叶变换波束形成算法对不同条件下的球体目标进行了水声成像,并分析了成像性能。性能分析说明了水声目标大小、距离等因素对成像的影响情况,还特别强调了在运动情况下目标的成像情况。以上工作完成了对"T"型阵水声成像过程的模拟,为成像过程回波信号研究和成像声呐研制提供了理论基础和仿真手段。     

导引头性能检测装置设计

为实现在室内对多款导引头的目标识别、跟踪、光轴一致性、激光回波接收性能的检测,提出多目标识别方法、基于相对运动的跟踪方法和多光谱光轴一致性的检测方法,并设计一套由目标模拟器和两轴运动转台组成的检测装置。目标模拟器采用反射望远系统,可以提供不同灰度值的可见光目标、不同能级的红外目标以检测导引头的目标识别性能;转台带动导引头运动,检测导引头的跟踪性能;目标模拟器的准直系统提供光轴基准,检测导引头的多光谱光轴一致性;目标模拟器发出不同能级和角度的模拟回波激光,来检测激光回波接收性能。实际检测结果表明,可以实现对3～5个目标的识别,跟踪精度优于0.001 rad,光轴一致性检测精度达到15″,可接收视场角±1°,能级1 nW～10μW的激光回波信号。满足在室内对导引头性能检测的要求。     

水下目标回波的块信号稀疏分解方法

基于匹配追踪的稀疏分解方法原理简单,在工程实际中应用广泛,但其计算量大,重构精度也不够理想。针对此问题,利用水下目标回波信号的块稀疏特性,提出了水下目标回波的块信号稀疏分解方法。首先基于水下目标回波和块稀疏信号的基本理论,结合回波信号仿真结果,分析了水下目标回波信号的块稀疏特性;然后,充分考虑回波信号本身的稀疏结构,利用信号分块和原子分块的思想,针对水下目标回波提出了块信号的稀疏分解和块匹配追踪重构算法,并从理论上对其计算复杂度进行了分析;最后,采用仿真实验的方式,与传统方法进行对比。结果表明,该方法大大减少了计算量,提高了重构精度。     

高速小目标回波信号仿真研究

提出基于回波叠加的数值仿真模型,用于目标回波信号的仿真;根据仿真条件,结合多普勒频移公式建立目标回波的理论模型,计算回波信号的频率参数;将目标回波的数值模型和理论模型进行比较,验证了数值模型的有效性,并由此获得高速小目标的回波特性,为进一步的目标回波检测奠定基础。     

基于多波束系统的水下目标近程回波亮点声图像

模拟多波束系统,仿真得到了水下目标的二维回波亮点声图像。先采用小分置角双基地目标回波特性计算的近场板块元方法,计算得到水下目标的传递函数。再根据多波束系统的理论,建立了水下目标回波亮点二维声图像的基本框架,实现了水下目标回波亮点二维声图像仿真。最后得到了水下目标不同方位角情况下近程二维回波亮点的声图像。     

浅海波导远程信混比预报模型

浅海主动探测时,海底混响是目标回波的主要背景干扰,信混比影响主动声纳的性能.混响和目标回波都属于海洋中的散射问题,利用简正波方法,结合平面波散射函数建立了浅海远程信混比预报模型,实现了不同环境参数下信混比的量化分析.仿真比较了不同信号形式、频率以及不同海底底质下的刚性球信混比曲线,从理论上分析了回波随距离的振荡现象.结果表明：用无指向性的声源探测目标时,信混比较低,探测较为困难;宽带信号照射下目标回波更加平稳;简正波之间的干涉导致回波随距离发生振荡,频率越高,干涉结构越复杂;在硬海底环境中信混比相对较小且目标回波振荡剧烈.     

编码MultiPing在深海海底探测中的应用研究

针对深海海底探测中MultiPing(Multiple Pings)技术的回波识别问题,研究了编码多Ping发射与回波识别技术.信号编码使用2DPSK相位调制方式,以ADSP-CM403F混合信号处理器为核心设计MultiPing编码信号的DSP发射系统;回波解码使用差分相干解调法,用Gardner内插同步算法进行位同步,并基于Matlab中可视化的simulink平台搭建回波解码仿真模型,在示波器中显示回波信号到达的准确时间和解调出的码元序列,根据码元一致性确定每一列编码信号的传播时间,从而得到需要的海底信息;设计实验使用ADSP-CM403F在实验水池中发射75kHz中心频率编码信号,并在接收回波信号中加入不同信噪比的高斯白噪声模拟深海回波信号进行解码研究,得出不同判决门限下,误码率与信噪比的关系.通过对编码MultiPing技术的研究,验证了该方法的可行性.     

基于小波分析的激光探潜技术

介绍了利用小波分析的方法对水下目标的回波信号进行去噪声、检测及定位，模拟结果表明，该方法的时频可变性有效地克服了传统方法的不足。     

活动靶标模拟声特性与反射声特性的差异及其影响

本文从理论上分析计算了典型的大口径活动靶标的目标散射回波机理和目标强度值,探讨了其对模拟声学特性的影响.研究结论认为,靶标航行体产生的目标强度具有强烈的方位"收敛"特性,除正横方位外散射回波都很弱,几乎淹没在混响背景里,攻击武器在远、中场时多处于侧尾追方位,靶标的弱散射回波不会对其产生影响,在近场,则由于攻击武器已由探测跟踪阶段转为攻击过靶阶段,靶标自身的散射回波影响也变的没有意义.     

基于LMS自适应时延估计法的微地形测距系统研究

根据单波束超声波测距原理,向模拟海底钴结壳微地形的水池表面发射超声波,应用自适应滤波方法可以估计超声回波信号的时延,使最小均方误差(LMS)后的回波信号与参考信号之间方差达到最小值,此刻的延时量就是渡越时间t,从而求出探头与目标之间的距离.通过计算机仿真和试验结果表明,将最小均方误差自适应时延法应用于海底微地形高程数据的测量,获得测距精度高,能够适用于海底微地形的探测.     

准确测量水下目标的目标强度

以测量球和短柱的目标强度为例 ,本文根据主动声纳方程数值模拟研究在测量水下目标的目标强度实验中应当满足的平面波入射、稳态和散射远场条件。讨论了满足基本远场条件存在的测试误差和平面波条件 ;除了单“亮点”回波外 ,根据回波形成机理 ,提出多“亮点”回波情况下建立稳态散射入射波脉冲的宽度必须大于窄脉冲回波的扩展宽度。     

水下潜艇面尺度目标模拟换能器基阵实现方案

以"┻"字形面尺度亮点回波模拟的工程简化模型为基础,根据已往的"━"字形线尺度亮点回波模拟工程模型的应用经验和实践成果,探讨了"┻"字形面尺度亮点回波工程简化模型在目标模拟上的换能器基阵应用方案和技术实现方法.