水下目标探测声纳信号处理算法设计与实现

发布时间：2020-06-18 19:04

【摘要】：近年来,随着人类在经济水平和科学技术等方面的快速发展,对海洋环境的探测也日益增多,海洋的战略地位愈发重要,而使用水下目标探测声纳对水下目标进行高效的检测是当代国防科技与海洋建设领域的核心问题之一。本文的主要任务是通过对采集数据的处理,从中判别出是否隐含目标信号,并对信号的一些参数做出估计,是水下目标侦查的一个关键环节,是后续目标跟踪、识别和定位等任务的前提和基础。本文首先通过阵列信号处理的方法对采集的数据进行滤波降噪,然后针对信号的有无问题,分别研究了基于短时傅里叶变换、瞬时相关积分和高阶累积量的信号检测算法,针对信号的频率估计问题分别研究了基于Rife算法、M-Rife算法和迭代最小化稀疏学习算法的频率估计技术,并仿真分析了上述算法在特定条件下的处理性能。根据研究结果,本文设计了一套完整的信号处理流程并通过TMS320C6678硬件平台进行软件实现,测试了软件在网络接口、信号处理等各模块的功能。最后,通过水池实测数据对本文设计软件的性能进行了测试,实验结果表明,本文设计的软件在实际应用中是可行的。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U666.7
【图文】：

哈尔滨工程大学硕士学位论文逡逑力，低的旁瓣能有效抑制旁瓣区域的干扰，降低检测的虚警概率；束形成受到各种失配情况影响的大小。逡逑数学模型逡逑日，波束形成己经衍生出了各种各样的算法及变形，本文统一采用的性能分析。在此模型中，阵列位置的影响由阵列流行向量描述，加权向量的不同体现，阵列流行和加权向量共同决定了波束形成型逡逑阵采用由两个多元线型子阵交叉组成的十字阵，阵元间距取信号半，一号阵方向为ｘ轴，二号阵方向为ｙ轴，垂直方向为ｚ轴创建空表示来波方向与ｘ轴和ｊ轴的夹角，和ｐ表示来波方向所对应的逦逦

逦ｙ逡逑０邋ａ逦！逦７￣＾逡逑图２．２三维球坐标系统逡逑假设平面波信号从空间方向／＝（伏Ｐ入射到基阵，方位关系如图２．２所示。则信逡逑号传播方向的单位向量可表本为：逡逑ｖＣｙ）邋＝－［ｓｉｎ＾ｃｏｓ＾，ｓｉｎ＾ｓｉｎ＾，ｃｏｓ＾］Ｔ逦（２－４）逡逑其中负号表不传播方向与；Ｋ方向相反。逡逑由于与信号源距离不同，各阵元接收到的信号存在时延差。ｍ号阵元接收信号相对逡逑于参照点的时延可表示为：逡逑Ｔｎ，邋（ｒ）邋＝１，Ｔ邋（ｒ）ｐ，ｎ邋Ｉ逦＝逦（２－５）逡逑９逡逑

【参考文献】

相关期刊论文 前5条

1 王旭东;刘渝;邓振淼;;基于修正Rife算法的正弦波频率估计及FPGA实现[J];系统工程与电子技术;2008年04期

2 邓振淼;刘渝;;正弦波频率估计的牛顿迭代方法初始值研究[J];电子学报;2007年01期

3 王旭东;刘渝;;全并行结构FFT的FPGA实现[J];南京航空航天大学学报;2006年01期

4 张昌菊,唐斌;单频信号快速频率估计算法比较及改进[J];电讯技术;2005年01期

5 贾朝文;实时高精度频率估计算法[J];电子对抗技术;2000年03期

相关硕士学位论文 前3条

1 王洪超;基于混沌预测的水声信号检测方法研究[D];西北工业大学;2007年

2 齐彦生;基于混沌振子的微弱水下目标信号检测研究[D];西北工业大学;2007年

3 黄畅;基于高阶累积量的低信噪比复杂信号识别研究[D];华中科技大学;2004年

本文编号：2719698