基于OMAP-L138的蛙人探测声呐目标模拟应答器设计
发布时间：2022-12-18 00:52
近年来,水下蛙人对近岸港口、码头和军事设施等海上军事目标构成了严重威胁。作为一种用于探测水下的蛙人、机器人和小型运载器等具有威胁性小目标的声呐,蛙人探测声呐得到了长足的发展。然而,由于水下小目标的散射强度小且活动范围广,蛙人探测声呐如何提高蛙人探测声呐对蛙人等小目标的定位精度,是当前研究开发蛙人探测声呐的重点和难点。为解决这一问题,本文针对蛙人探测声呐目标模拟应答器展开研究。应答器旨在声呐投入使用前对蛙人进行目标模拟以及定位辅助,并在声呐投入使用后进行定期检验性能。其工作时由蛙人等水下小目标携带。在接收到声呐的发射信号后,目标模拟应答器延迟发射一个较强的应答信号用于调基。蛙人探测声呐对接收到的真实蛙人弱回波和强应答信号进行定位,以强信号的定位作为基准,对弱回波的定位结果进行对比分析,据此初步判断蛙人探测声呐对弱目标定位的准确性,并逐次调整自身算法和声学参数使其接近准确定位。此外,为进一步降低蛙人探测声呐的测试试验成本,本文提供另外一种工作模式,可以代替蛙人进行声呐测试。该模式下,应答器在接收到声呐发射的声信号后发射两个模拟回波:一个模拟蛙人反射的弱回波,另一个为定位用强脉冲信号。蛙人探...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 论文背景与研究意义
1.2 国内外蛙人探测声呐的研究现状
1.3 国内外水声应答器的研究现状
1.4 论文的主要内容
第2章 蛙人探测声呐工作原理及应答器设计方案
2.1 蛙人探测声呐工作原理
2.1.1 主动式声呐
2.1.2 蛙人探测声呐的阵列基本模型
2.1.3 波束形成的一般原理
2.2 蛙人探测声呐作用距离分析
2.3 水下蛙人散射目标强度
2.3.1 水下蛙人散射目标强度简化模型
2.3.2 水下蛙人散射目标强度理论仿真
2.4 目标模拟应答器硬件平台设计
2.4.1 硬件设备介绍
2.4.2 硬件接口资源
2.4.3 CCS软件配置
2.5 本章小结
第3章 应答器实时信号处理关键技术研究
3.1 匹配滤波检测算法与性能分析
3.1.1 匹配滤波检测模型
3.1.2 匹配滤波检测的设计实现
3.1.3 线性调频信号
3.1.4 奈曼-皮尔逊准则
3.1.5 仿真及结果分析
3.2 自适应频域匹配滤波检测
3.2.1 重构信号原理
3.2.2 原理仿真及结果分析
3.2.3 自适应线谱增强器
3.2.4 频域自适应匹配滤波
3.3 自适应门限设定方法
3.3.1 幅度门限的选取
3.3.2 宽度门限的选取
3.3.3 多径传输的影响
3.3.4 门限的动态设定
3.4 信号脉冲到达时刻解算
3.5 本章小结
第4章 实验验证
4.1 实验室电联调
4.1.1 工作方式一实验验证
4.1.2 工作方式二实验验证
4.2 水池实验测试
4.2.1 实验方案与实验说明
4.2.2 发射声源级测试结果
4.2.3 实验数据处理结果及分析
4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]蛙人探测声呐发展现状及关键技术[J]. 徐瑜,倪小清,夏红梅,杨鹏. 舰船电子工程. 2017(03)
[2]水下蛙人被动探测测向实验研究[J]. 宋宏健,许枫,杨娟,安旭东,吕涛. 应用声学. 2016(06)
[3]线性调频信号主瓣不展宽旁瓣抑制方法[J]. 郭瑞,蔡志明,姚直象. 电子与信息学报. 2014(02)
[4]基于N-P准则的红外线列非均匀性对目标检测的影响分析[J]. 赵明,林长青. 红外技术. 2012(04)
[5]宽带信号检测中自适应门限设定方法[J]. 张学森,郭霖,孔繁慧,冯海泓. 声学技术. 2011(02)
[6]基于反蛙人声纳的小目标检测算法[J]. 李轲,刘忠,毛盾. 舰船电子工程. 2010(07)
[7]蛙人探测声纳的现状及发展趋势[J]. 胡明军. 四川兵工学报. 2010(01)
[8]脉冲压缩技术在水声测深中的应用[J]. 李建立,刘纪元,焦学峰. 电子测量技术. 2009(11)
[9]蛙人探测声纳技术研究进展[J]. 蒋立军,杨娟,许枫. 科学通报. 2009(03)
[10]蛙人探测声纳系统在奥帆赛中的应用[J]. 张颖,孙继昌,郭威. 气象水文海洋仪器. 2008(03)
博士论文
[1]混响干扰中的信号检测技术研究[D]. 朱广平.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]低功耗水声应答器的设计与实现[D]. 李小帅.哈尔滨工程大学 2012
[2]全数字GMSK调制器的仿真与实现[D]. 陈志堂.电子科技大学 2011
[3]水下小目标主被动声学特性及探测方法研究[D]. 王萍.哈尔滨工程大学 2009
[4]声学释放系统数字平台设计及在同步定位系统中应用[D]. 王琪.哈尔滨工程大学 2009
[5]多波束形成算法和硬件实现研究[D]. 王海军.西北工业大学 2007
[6]声呐波束形成技术及其DSP实现研究[D]. 王少冬.西北工业大学 2003
本文编号：3720994
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 论文背景与研究意义
1.2 国内外蛙人探测声呐的研究现状
1.3 国内外水声应答器的研究现状
1.4 论文的主要内容
第2章 蛙人探测声呐工作原理及应答器设计方案
2.1 蛙人探测声呐工作原理
2.1.1 主动式声呐
2.1.2 蛙人探测声呐的阵列基本模型
2.1.3 波束形成的一般原理
2.2 蛙人探测声呐作用距离分析
2.3 水下蛙人散射目标强度
2.3.1 水下蛙人散射目标强度简化模型
2.3.2 水下蛙人散射目标强度理论仿真
2.4 目标模拟应答器硬件平台设计
2.4.1 硬件设备介绍
2.4.2 硬件接口资源
2.4.3 CCS软件配置
2.5 本章小结
第3章 应答器实时信号处理关键技术研究
3.1 匹配滤波检测算法与性能分析
3.1.1 匹配滤波检测模型
3.1.2 匹配滤波检测的设计实现
3.1.3 线性调频信号
3.1.4 奈曼-皮尔逊准则
3.1.5 仿真及结果分析
3.2 自适应频域匹配滤波检测
3.2.1 重构信号原理
3.2.2 原理仿真及结果分析
3.2.3 自适应线谱增强器
3.2.4 频域自适应匹配滤波
3.3 自适应门限设定方法
3.3.1 幅度门限的选取
3.3.2 宽度门限的选取
3.3.3 多径传输的影响
3.3.4 门限的动态设定
3.4 信号脉冲到达时刻解算
3.5 本章小结
第4章 实验验证
4.1 实验室电联调
4.1.1 工作方式一实验验证
4.1.2 工作方式二实验验证
4.2 水池实验测试
4.2.1 实验方案与实验说明
4.2.2 发射声源级测试结果
4.2.3 实验数据处理结果及分析
4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]蛙人探测声呐发展现状及关键技术[J]. 徐瑜,倪小清,夏红梅,杨鹏. 舰船电子工程. 2017(03)
[2]水下蛙人被动探测测向实验研究[J]. 宋宏健,许枫,杨娟,安旭东,吕涛. 应用声学. 2016(06)
[3]线性调频信号主瓣不展宽旁瓣抑制方法[J]. 郭瑞,蔡志明,姚直象. 电子与信息学报. 2014(02)
[4]基于N-P准则的红外线列非均匀性对目标检测的影响分析[J]. 赵明,林长青. 红外技术. 2012(04)
[5]宽带信号检测中自适应门限设定方法[J]. 张学森,郭霖,孔繁慧,冯海泓. 声学技术. 2011(02)
[6]基于反蛙人声纳的小目标检测算法[J]. 李轲,刘忠,毛盾. 舰船电子工程. 2010(07)
[7]蛙人探测声纳的现状及发展趋势[J]. 胡明军. 四川兵工学报. 2010(01)
[8]脉冲压缩技术在水声测深中的应用[J]. 李建立,刘纪元,焦学峰. 电子测量技术. 2009(11)
[9]蛙人探测声纳技术研究进展[J]. 蒋立军,杨娟,许枫. 科学通报. 2009(03)
[10]蛙人探测声纳系统在奥帆赛中的应用[J]. 张颖,孙继昌,郭威. 气象水文海洋仪器. 2008(03)
博士论文
[1]混响干扰中的信号检测技术研究[D]. 朱广平.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]低功耗水声应答器的设计与实现[D]. 李小帅.哈尔滨工程大学 2012
[2]全数字GMSK调制器的仿真与实现[D]. 陈志堂.电子科技大学 2011
[3]水下小目标主被动声学特性及探测方法研究[D]. 王萍.哈尔滨工程大学 2009
[4]声学释放系统数字平台设计及在同步定位系统中应用[D]. 王琪.哈尔滨工程大学 2009
[5]多波束形成算法和硬件实现研究[D]. 王海军.西北工业大学 2007
[6]声呐波束形成技术及其DSP实现研究[D]. 王少冬.西北工业大学 2003
本文编号：3720994
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