两种滤波器在被动测距中的应用

精确测定目标信号到达不同水听器的时延差是被动测距声呐正常工作的基础.本文先是采用一阶线性递归滤波器对相关函数进行滤波,然后再用居于自适应噪声抵消器的参数估计器对所测的延时(测距)进行后置滤波和跟踪,取得了很好的效果.     

声矢量阵波束域宽带聚焦MUSIC算法

和阵元域处理相比，波束域处理具有计算量小，分辨信噪比门限低的优点．同时，声矢量传感器拾取了更多的声场信息，联合处理这些信息可以提高声呐的性能．把声压阵的波束域高分辨算法的思想和相干子空间方法(CSM)的思想引入到声矢量阵列信号处理，在Michael Zoltowsk提出的矢量阵的数学模型的基础上推导出了声矢量阵波束域宽带聚焦MUSIC算法，并作了计算机仿真研究，仿真的结果表明：基于矢量阵的波束域宽带聚焦MUSIC、算法无论是在分辨信噪比门限还是在角度分辨能力上都要优于声压阵波束域宽带聚焦MUSIC算法，而二者的计算量相当，和矢量阵阵元域宽带聚焦MUSIC算法相比，矢量阵波束域处理的计算量要远远小于阵元域处理。     

自适应线谱干扰抵消器的性能分析及其极窄带实现

讨论了自适应线谱干扰抵消器的分析方法,然后给出分析结果。最后提出极窄带本地线谱干扰抵消器的概念及实现方法,理论分析与计算机仿真结果一致,本言语工作为设计优良性能的自适应线谱干扰抵消器提供了指导。     

基于声矢量传感器阵的酉MUSIC算法

声矢量传感器同时拾取空间同点的声压振速信息,为阵列信号处理提供了更多的信息。酉MUSIC算法可以降低计算复杂度,提高方位估计性能。综合二者优点,提出了基于声矢量传感器阵的酉MUSIC算法。构造了广义转换矩阵,通过合成复观测数据及其共轭,实现了协方差矩阵的实值特征分解,降低了计算量。仿真与湖试结果表明,与已有算法相比,该方法具有计算量小和背景噪声低等优点。     

基于声矢量自适应干扰抵消的逆波束形成

为得到目标清晰的时间方位历程图,提出了一种将基元域声矢量自适应抵消技术与逆波束形成(IBF)相结合的方法。IBF可以得到窄的主瓣,同时可以提高对邻近目标的方位分辨力,采用声压与振速分量组合(p+vc)作为基元域自适应抵消的参考信号,可避免端射方向不再是探测盲区。对算法进行了海试实验验证,结果表明该方法既能有效地将本艇的固定方位(本艇自噪声)干扰抵消,又可以降低目标的时间方位历程图干扰背景,使时间方位历程更加清晰,同时也可以提高p+vc的抗左右舷模糊性能。     

Research on Estimation of Time Delay Difference in Passive Locating for Impulse Signal

Analyzed the relation between time delay difference and time delay estimation errors, based on the principles of three-point locating, a reformed threshold method for time delay difference estimation of impulse signals, called as amendment estimation for short, is developed by introducing channel equalization technique to its conventional version, named as direct estimation in this paper, to improve the estimation stability. After inherent relationship between time delay and phase shift of signals is analyzed, an integer period error compensation method utilized the diversities of both contribution share and contribution mode of concerned estimates is proposed under the condition of high precision phase lag estimation. Finally, a cooperative multi-threshold estimation method composed of amendment and direct estimations to process impulse signals with three thresholds is established. In sea trials data tests of passive locating, this method improves the estimation precision of time delay difference efficiently. The experiments verify the theoretical predictions.     

Pekeris波导中侧面波矢量场

侧面波作为近距离声场的重要成分,因其现有近似公式误差过大而给近距离声场分析和预报引入较大误差.针对Pekeris波导,在推得矢量场积分公式基础上,经严格的围道积分分析,推得侧面波矢量场积分公式,并对其设计了快速数值积分算法.该算法将侧面波原来的计算精度提高了1～2个数量级.数值分析表明,侧面波声压场与矢量场具有相近的衰减规律:相对于海深的近距离内,衰减率接近球面波;中等距离衰减率近3倍于球面波;远距离衰减率2倍于球面波.在几倍于海深的距离内,侧面波占总声场的主要成分.海试结果与声场理论预报接近,初步验证了该算法的正确性.     

分数阶Fourier变换在深海远程水声通信中的应用

提出深海远程水声通信方案,利用深海声道特性,将通信节点置于声道轴以减小传播损失,提高通信距离.将分数阶Fourier变换(FRFT)应用于水声通信同步检测及Pattern时延差编码(PDS)水声通信体制,可减小多普勒频偏的影响.通过计算机仿真研究表明,分数阶Fourier变换相对于拷贝相关将更适用于存在多普勒频偏的相干多途水声信道条件,有助于实现低误码率通信.     

基于单矢量水听器弱信号值班检测系统

采用平均声强作为检测量,设计出一种基于单个矢量水听器的低功耗弱信号值班检测系统。针对矢量信号特有的 90°相移、指向性零点、相乘再积分、正负双极性等问题,设计了宽带全通 90°移相网络、双通道检测、1Bit模数混合乘法器、定时放电、绝对值检测等功能电路。系统设计中兼顾高增益、低功耗、稳定可靠等实际需要,并选用微功耗模拟器件。系统仿真研究显示,该系统作用距离超过 2km。初步设计制作的实验电路板,工作带宽达到1. 8kHz,工作电流 5mA,稳定可靠。