低功耗水下超声测距系统设计

由于水声环境复杂,为了检测环境噪声干扰下的测距回波信号,需要较强的发射信号,造成系统功耗高,无法长时间工作,保密性差。将混沌检测理论引入水声测距领域,发现混沌振子检测方法适用于超声测距,符合该方法固有的限定条件。同时,在理论上对混沌检测方法进行了改进,并给出了具体的硬件结构。     

混沌滤波器对水声信号非线性动力学特性的影响

 本文探讨了混沌滤波器在水声信号处理中的一种新的应用.混沌蔡氏电路产生的信号进行频带调制和高通IIR滤波后,由水声换能器发射并经过水池传播和接收.实验结果表明混沌滤波器实现了频带搬移,且接收到的水声信号具有与原始的混沌发射信号相似的宽频带特性.进一步,运用非线性动力学方法对原始混沌电路信号和接收水声信号进行时间序列分析比较.发现接收的水声信号具有比发射的原始混沌信号更为不规则的重建相空间和更高的分形维数.混沌滤波器运用于水声信道提高了接收信号的非线性复杂特性.     

水声测距技术研究

水声信号相比其它信号在海水中能传得更远和更深,提出了水声测距的技术体制和几种水声信号测距处理方法,分析了海洋环境对水声测距的影响因素,对水声伪随机扩频测距的时间分辨率进行了试验测试,给出了用于同步测距的芯片级原子钟守时性能,对于提升水下高精度导航系统性能有一定参考价值。     

一种利用混沌同步的测控系统测距方法

当前测控系统普遍采用的伪码测距体制中存在距离模糊问题和同步捕获问题,并且两者的性能要求是矛盾的。利用混沌信号的非周期、自同步和良好自相关特性,提出了将连续混沌信号作为测距信号应用于航天测控系统的方法,分析了该体制的工程应用可行性,并进行了仿真试验,给出了改进相关性能的方法。混沌测距方法相对于伪码测距的优势在于,混沌的同步特性能够自动实现测距信号的同步,省略了测距信号的捕获过程;混沌的非周期性消除了距离模糊。连续混沌信号在测控系统中的应用是可行且有优势的。     

一种水声信号的模拟研究和检测

为了实现对水下目标的定位,提出一种CW信号与LFM信号组合的水声信号机制,并完成了模拟检测。该信号机制中CW信号用于测距,LFM信号用于测深。一组帧信号与三组行信号组合,共同完成目标定位,并且有效减小误差。仿真结果表明,该信号机制在水声信道中能有效的传输,被检测及实现定位要求。     

解析解混沌雷达系统的多目标测距

针对传统混沌雷达对多目标测距困难的问题,提出了一种建立在解析解系统上的混沌雷达多目标测距方法。该方法使用解析解混沌系统中的连续信号作为雷达发射信号,并把解析解混沌系统中的二值离散序列经移位寄存器保存在雷达接收端,通过保存的二值离散序列能够准确重构雷达发射信号模板。使用该模板和回波信号进行匹配滤波,通过匹配滤波输出信号的峰值得到待测目标的距离。该方法能够在-10 dB信噪比条件下实现多目标测距,且雷达接收端因为只需保存二值离散信号所以需要的存储空间小,实现过程成本低廉。仿真实验验证了提出方法的有效性。     

基于混沌同步的噪声鲁棒测距方法

提出了一种基于混沌同步的噪声鲁棒测距方法。该方法在雷达发射信号中叠加一个参考正弦信号,并经过混沌同步方法得到带有距离信息的恢复正弦信号,通过比较参考正弦信号和恢复正弦信号的相位差得到目标的距离。该方法和已有方法相比,具有一定的噪声鲁棒性,在噪声环境中测距精度得到提高。最后,仿真实验验证了所提出方法的有效性。     

RFID多频点联合测距系统中的信号检测方法

主要研究射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)多频点联合测距系统中如何检测标签反射信号以及如何提高信道估计精度的问题.首先,提出了一种标签反射信号的检测方法,利用标签反射信号的功率谱特性,通过分析接收信号的能量谱,识别标签反射信号得到识别信号,再利用能量检测方法对识别信号进行范围限制得到检测信号;然后,改进RFID的传统信道估计方法,以提高信道估计精度;最后,搭建了多频点联合测距系统以验证系统性能.实验结果表明,该系统具有较高的检测效率;经改进的信道估计方法能有效减小载波相位的方差;系统平均测距误差约为2.5 cm,实现了厘米级测距.     

水声测距通信一体化技术分析及试验

根据水声导航与通信一体化设计需求,分析了水声测距通信一体化的技术体制,对水声测距通信一体化共用同步头做了比较,并对线性调频、双曲线调频、伪随机扩频3种同步方式下的测距误差及误码率进行仿真分析,最后采用伪随机扩频同步头的水声modem实物开展水池测试试验,结果表明,采用9阶的m序扩频码时间分辨率为0.5 ms,水声测距通信一体化的测距和通信性能满足预期。水声测距通信一体化技术研究有助于将来研制小型化的水下多功能一体化水声设备。     

基于无限长混沌序列的卫星扩频测控系统

介绍了无限长混沌扩频序列的卫星测控系统的原理和方案,对无限长混沌序列的相关性能进行了仿真和分析,从而论证混沌码扩频测控体制的可行性。提出了开环测距方法解决无限长混沌扩频序列测距问题。对该系统的误码性能进行了理论分析和仿真,结果表明,无限长混沌序列改善了传统扩频测控系统的误码性能,降低了传输信号的截获率,为无限长混沌序列在卫星测控通信领域的应用提供了可选的方案。