基于PCI的声纳目标模拟器设计

基于计算机仿真技术,提出了一种新的低功耗、便携式声纳目标模拟器的设计方法.建立了水下目标回波的仿真模型,使用VC开发程序产生回波数据,通过计算机PCI总线输出到外围硬件系统.给出了目标模拟器的设计参数和硬件结构,验证系统设计的实时性.给出DMA工作方式下数据传输的设计方法,可编程逻辑器件的控制逻辑和驱动程序设计,解决了数据传输连续性的关键问题.通过与声纳系统的联调实验,证明该设计能够满足声纳系统的需求,显示出该设计广阔的应用前景.     

基于DDS技术的声纳信号模拟器

提出一种基于DDS技术的数字化通用声纳信号模拟器的实现方案。通过控制DDS器件输出信号的幅度和相位来模拟成像声纳基阵的输出,可以对任意距离和方位上目标回波进行精确的模拟,并可以模拟运动目标的回波信号。讨论了多通道信号模拟器在设计和实现中的具体问题。     

水下目标的声纳回波数据仿真

对水下静态小目标的声纳回波信号进行了仿真研究。针对水下静态小目标中典型的圆柱壳体加球冠形头部的结构,建立了该类目标声纳回波信号的亮点模型,以及声纳系统走航探测时的动态数据模型。在计算仿真数据时,将模型化的目标回波数据与真实的水声背景混响数据相融合,更真实的模拟实际情况。通过与湖海试实验结果的对比,该模型仿真效果良好,可以为声纳信号处理、水下目标识别等方面的研究提供支持。     

环境一号C卫星SAR闭环测试系统的设计与实现

环境一号C(HJ-1-C)卫星合成孔径雷达系统测试中,构建闭环测试 系统,模拟卫星星地信号传输过程,实现SAR系统成像功能、压缩方式和点目标特性的测试 。本文首先给出SAR回波信号的产生以及回波模拟器的物理实现,然后提 出在有线和无线两种方式下,利用回波模拟器构建SAR闭环测试系统的方法,最后给出基于 该闭环测试系统,对HJ-1-C SAR系统点目标性能指标测试结果。测试结果表明,该闭环测 试系统的构建,能够满足HJ-1-C SAR系统的测试需要。     

被动声纳目标/背景建模与仿真

该文通过对舰船辐射噪声水声特性的分析，建立了舰船低频辐射噪声连续谱和线谱的数学模型，让迭加有线谱信号的白噪声通过一个有限冲激响应（FIR）数字滤波器，即可得到期望的目标舰船辐射噪声信号。该模型和海洋传播损失模型以及海洋环境噪声模型一起用于仿真被动声纳系统的接收信号。通过对仿真输出信号的处理和分析，给出了声场谱图，结果表明该方法能很好地再现被动声纳目标舰船辐射噪声的典型声学特征。该方法也可用于半实物仿真、系统测试以及水中兵器仿真等。     

新型多功能水声应答器电子系统设计

水声应答器是现代海军舰船声纳系统的重要辅助设备,它通过产生声纳回波信号来模拟静止或高速移动目标,供声纳设备功能性能测试及实验。本系统借助先进的通信技术及处理平台,将应答器和声纳设备连接组网。通过实时共享声纳信号、应答信号、定位数据、航行数据等信息,实现了声纳测试系统的一体化、智能化、多样化应用。相对于功能单一、信息封闭的水声应答器,本系统改进了传统声纳试验方法,提高了设备检验、检测效率。     

一种声纳信号模拟器算法及工程实现

本文首先给出了一种声纳信号模拟器的信号与噪声产生的算法。目标回波信号的产生采用复包络-调制法。噪声的产生利用白噪声激励AR滤波器来实现,分别讨论了复数AR滤波法和实数AR滤波法两种可能的实现途径,并分析了各自优缺点。在此基础上,给出了信号与噪声产生的硬件框图,并分析了其中的关键技术问题(均匀分布白噪声的获取、多路互不相关的噪声获取等)。最后给出了该声纳信号模拟器总体硬件框图和软件框图,并对该模拟器的运行结果进行了分析和检验。     

机载风切变雷达回波模拟器的设计与实现

低空风切变是飞机起飞和着陆阶段威胁飞行安全的主要危险天气之一,但是不能在实际环境中对其进行测试研究,因此为了帮助风切变雷达系统进行性能测试和对风切变现象的研究,对一种风切变雷达回波模拟器进行了研究;模拟器的设计采用了以数据采集器DAQ2501硬件板卡为基础,LabVIEW与MATLAB混合编程的方法;模拟器界面上可以根据需要任意设置参数,形成不同特征的回波信号,以便研究;最后模拟器以对称风场模型为例,针对回波信号幅度、回波I/Q信号正交性等多方面特征进行了测试对比和分析;结果表明,各项测试参数与实际一致,达到了预期效果,验证了文中所设计的雷达回波信号模拟器的可行性和有效性。     

声诱饵回波模拟器仿真研究

随着水声技术的发展，水下武器对抗也日趋复杂。能够模拟目标回波的主动式声诱饵的出现，为对抗主动自导鱼雷及主动声纳提供了非常重要的帮助。着重对声诱饵的回波模拟器的作用机理进行了分析，然后给出了脉冲宽度、多普勒频移、时延与展宽、目标强度：最大回波强度等回波特征参数的估计方法，并对可以同时对抗声自导鱼雷和主动声纳的某声诱饵回波模拟器进行了仿真研究，并给出了仿真结果，对水声对抗技术研究有着重要的参考价值。     

被动声纳目标识别综合仿真系统

针对舰艇目标识别与分类对海军作战的重要性，提出了被动声纳目标识别综合仿真系统的设计方案。设计了包括声纳信号仿真、噪声回放、目标分类识别、目标噪声特性库以及综合显示在内的系统总体结构及其相应功能，建立了系统仿真模型和仿真软件，仿真试验结果表明了系统设计的合理性和有效性。     

宽频鱼雷自导目标回波模拟仿真

目标模拟器是鱼雷自导系统设计的重要仪器。该文的目的是给出宽频水下目标回波信号模拟的软件仿真流程,为实际应用中目标模拟器的硬件实现提供一个较完整的软件基础。文章以宽带信号处理的理论为基础,对自导系统中常用到的各种信号和目标回波的模拟（包括目标距离、方位和速度的模拟）方法做了细致的讨论,给出了多普勒频移、时延、环境噪声和海洋混响的模拟方法和Matlab仿真结果。其中,在模拟海洋混响时采用了性能较好的椭圆滤波器。文章最后还给出了对多目标和动目标的Matlab仿真结果。结果表明实际中用硬件来模拟宽带水下鱼雷自导目标回波信号是可行的。     

水下目标多亮点回波仿真及应用研究

水下目标回波的亮点结构是重要的目标特征,因此,水下目标亮点特征的提取也是主动探测系统进行目标识别与跟踪的主要内容.该文研究了水下目标亮点的结构模型及亮点回波信号模型,重点分析了窄带系统中目标亮点回波信号的幅度、时延、频移以及相位的仿真计算方法.配合波束形成、参数估计及弹道逻辑,实现了对水下目标进行动态跟踪的仿真弹道,并给出了仿真实例.该仿真方法已经在水下武器仿真系统中得到了很好的应用,具有重要的使用价值.     

基于蒙特卡洛方法的主动声纳信号检测性能分析

主动声纳信号检测性能的分析上,目前在计算机仿真中一般假定混响包络的统计特性符合瑞利分布模型。基于此模型,已经有了较完善的理论。然而,在现代高分辨声纳系统中,混响包络的统计特性并不符合瑞利分布模型。此时在接收机工作特性分析时存在大量繁琐的公式推导。因此该文采用蒙特卡洛（Monte Carlo）统计试验方法,实现对瑞利分布混响背景下的主动声纳信号检测性能分析。结合对接收机工作特性曲线的仿真,得出了检测概率的理论值和仿真结果的误差曲线。误差曲线表明,蒙特卡洛方法在主动声纳信号检测的性能评估中是可行的。     

Three-Class Markovian Segmentation of High-Resolution Sonar Images

This paper presents an original method for analyzing, in an unsupervised way, images supplied by high resolution sonar. We aim at segmenting the sonar image into three kinds of regions: echo areas (due to the reflection of the acoustic wave on the object), shadow areas (corresponding to a lack of acoustic reverberation behind an object lying on the sea-bed), and sea-bottom reverberation areas. This unsupervised method estimates the parameters of noise distributions, modeled by a Weibull probability density function (PDF), and the label field parameters, modeled by a Markov random field (MRF). For the estimation step, we adopt a maximum likelihood technique for the noise model parameters and a least-squares method to estimate the MRF prior model. Then, in order to obtain an accurate segmentation map, we have designed a two-step process that finds the shadow and the echo regions separately, using the previously estimated parameters. First, we introduce a scale-causal and spatial model called SCM (scale causal multigrid), based on a multigrid energy minimization strategy, to find the shadow class. Second, we propose a MRF monoscale model using a priori information (at different level of knowledge) based on physical properties of each region, which allows us to distinguish echo areas from sea-bottom reverberation. This technique has been successfully applied to real sonar images and is compatible with automatic processing of massive amounts of data.     

基于DSP的水下制导武器检测平台设计

根据水下制导武器工作原理和水声学原理研制了一种水下制导武器检测平台,它模拟制导武器基阵接收信号,用以检测制导武器对目标的检测和估计性能;该系统使用ADSP21160构成阵列处理器系统,采用全数字方式产生噪声、目标回波和混响,既可以在主控机控制下工作,也可在制导武器控制下工作;实验证明,该平台方案可行,设计正确,并且使用灵活,方便,可作为一种通用的水下制导武器检测设备.     

基于MATLAB/SIMULINK的海面回波模拟器仿真与分析

星载雷达高度计是一种重要的对海洋进行精确测量的主动式微波遥感器。因为高度计能够有效地测量卫星到海面的高度、海面有效波高和海面后向散射系数,它在海洋大地水准面研究和海洋应用研究的诸多方面得到了广泛的应用。海面回波模拟器能够接收和处理高度计信号,产生海面回波波谱来调制高度计信号,最后精确延时后发射回高度计,是在地面对高度计进行测试和定标的一种有效手段。由于功能的全面性,回波模拟器是一个复杂度不亚于高度计本身的系统,因此,对回波模拟器的分析和仿真对于指导它的设计、确定它的精度以及定标的效果有着重要意义。介绍了回波模拟器的结构,分析了海面回波波谱的产生原理并设计了回波模拟器的SIMULINK仿真模型,给出并分析了仿真结果。     

浅海主动声呐空时自适应混响抑制方法

混响伴随着主动声呐系统发射信号而产生的干扰,当声呐平台有一定的运动速度时,不同方位对应的混响具有不同的多普勒频移,使得混响在频域范围内形成一定带宽的干扰,与信号频谱发生混叠,采用常规的运动平台自身运动补偿技术单纯地从频域抑制混响效果很不理想。针对该问题,采用一种空时自适应处理方法利用混响空时分布特性,在最小化干扰的约束条件下求得自适应加权系数,使目标信号不受损失同时有效地抑制混响。通过仿真结果证明了该方法的有效性。