一种基于PC平台的声纳目标模拟系统设计

声纳目标模拟器的使用可有效缩短声纳的研制周期,其任务是实时仿真声纳系统的阵元信号,要求能够仿真不同海洋情况下,多种阵型的水听器基阵接收到的运动目标发出或发射的相应信号。为了完善系统功能,同时有效满足实时性要求、简化硬件设计规模,根据对现有的声纳目标模拟器进行详细了分析,结合PC平台提出一种系统实现方案。方案以通用计算机为平台,仿真产生实际水听器阵列信号,通过PCI总线经FIFO缓存完成数据的实时连续传输,由可编程逻辑器件(CPLD)实现数据的格式化及编码调制。     

一种基于遗传算法的波束设计方法

提出了基于遗传算法优化思想的波束设计方法,借助计算机对二十元阵进行波束优化设计。结果表明,使用该方法设计的波束与常规方法相比,获得了更低的旁瓣级,充分说明了方法的可行性和有效性,为多元任意阵的波束设计提供了有益参考。     

波束域ETAM算法在无人水下航行器中的应用

线列阵的方位分辨率受阵列孔径所限制;结合基于UUV(Unmanned Undersea Vehicle)小型拖线阵的应用,针对时域ETAM方法在等强度多源检测时性能下降的问题,提出采用波束域ETAM方法进行被动孔径合成处理;在满足时空相关特性前提下,该方法利用目标噪声中的低频线谱成分,根据时间处理增益转换为空间处理增益思想,通过时间补偿,对阵列孔径进行扩展,从而达到获得高动态空间增益、显著改善目标方位分辨力的目的;分析结果表明,该算法具有很好的多源检测性能,而且进一步验证了其高分辨特性,在UUV平台上具有很高的应用价值.     

一种基于混合优化算法的阵列波束形成方法

提出一种波束图设计的数值方法.该方法是组合运用了自适应阵原理和遗传算法的混合二阶优化算法.方法第一步是基于自适应理论,假定阵列为一自适应阵,通过在其波束图的旁瓣区布置大量的干扰信号以实现旁瓣控制.通过多次调整干扰强度,可以获得初始波束图.根据初始波束图建立新的期望波束图,基于估计波束图和期望波束图之间差别,建立误差能量函数.采用标准遗传算法通过最小化误差能量函数来实现波束图优化设计.双圈圆环阵的设计实例说明了算法的有效性.设计波束图的具体参数表明了其优良的性能.对于任一给定阵,该方法可设计给定指向方位、具有更低旁瓣的波束图.如果不能设计出期望特性的波束图,该方法可设计出最佳可得的波束图.     

遗传算法在传感器阵列多波束图设计中的应用

由于在水声系统中实际阵列模型往往与理想阵列模型失配,导致基于理想阵列模型设计的波束图在实际应用中严重畸变,从而不能有效地抑制旁瓣干扰,严重影响系统性能.针对常规的波束设计方法应用到实际任意形状阵列时不能有效收敛到期望的最佳波束图,提出了一种基于遗传算法的多传感器阵列波束设计方法,以实现对任意形状阵列的多波束优化设计,获取期望特性的波束图或最佳可得的波束函数.结合运用水池实验测量的16元十字阵的数据,给出了方法基本步骤与多波束设计结果.设计波束满足了应用需要,说明了方法的应用可行性和有效性,且具有很强的宽容性.提出的算法对于实际多传感器系统的多波束设计具有重要意义.     

基于相位估计和线性拟合的运动补偿方法

结合基于无人水下航行器(UUV)小型拖线阵的应用,针对常规扩展拖曳阵测量方法(ETAM)在阵列存在运动误差时算法性能有所下降,提出一种运动误差估计与相位校正法.在阵形保持直线阵的前提下,采用最小二乘算法对相邻两次测量中位置重叠阵元相位相关因子进行线性拟合,根据拟合出的关系式对阵列输出数据进行相位补偿,从而有效克服线列阵的偏航带来的相位误差.在阵列偏航3°和5°时,仿真结果表明新算法的方位分辨性能有所提高.     

Beam Pattern Synthesis Based on Hybrid Optimization Algorithm

As conventional methods for beam pattern synthesis can not always obtain the desired optimum pattern for the arbitrary underwater acoustic sensor arrays,a hybrid numerical synthesis method based on adaptive principle and genetic algorithm was presented in this paper.First,based on the adaptive theory,a given array was supposed as an adaptive array and its sidelobes were reduced by assigning a number of interference signals in the sidelobe region.An initial beam pattern was obtained after several iterations ...