發(fā)布時(shí)間：2021-11-12 09:25

　　主動(dòng)探測(cè)聲納可用來(lái)測(cè)定水下目標(biāo)的距離、方位、航速等要素,在軍事和民用中應(yīng)用廣泛。隨著數(shù)字信號(hào)處理器（Digital Signal Processor,簡(jiǎn)稱(chēng)DSP）的不斷發(fā)展升級(jí),使需要大量運(yùn)算的主動(dòng)聲納信號(hào)處理方法的實(shí)現(xiàn)成為了可能。多核處理器更是DSP的佼佼者,可用于信號(hào)處理的并行實(shí)現(xiàn),能夠大大提高主動(dòng)聲納系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。本文以主動(dòng)探測(cè)聲納系統(tǒng)為依托,主要研究了基于多核DSP的主動(dòng)探測(cè)聲納信號(hào)處理軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),包含從信號(hào)處理軟件算法的性能仿真研究、軟件開(kāi)發(fā)與調(diào)試、軟件性能測(cè)試的完整過(guò)程。在算法設(shè)計(jì)部分,根據(jù)主動(dòng)探測(cè)聲納系統(tǒng)的功能需求研究了矢量線(xiàn)陣的常規(guī)波束形成算法,該算法可以提高目標(biāo)回波的空間增益,便于后續(xù)檢測(cè),同時(shí)實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)方位的估計(jì)。研究了相關(guān)時(shí)延估計(jì)算法,該算法提高了目標(biāo)回波時(shí)間增益,并完成了時(shí)延估計(jì)。對(duì)于目標(biāo)速度的估計(jì),研究了局部插值FFT頻率估計(jì)算法,相對(duì)于快速傅里葉FFT算法,該算法在沒(méi)有增加大量運(yùn)算的情況下,提升了頻率估計(jì)精度。對(duì)于工程軟件的實(shí)現(xiàn),研究了長(zhǎng)序列快速滑動(dòng)相關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法。同時(shí)針對(duì)主動(dòng)探測(cè)聲納的弱目標(biāo)檢測(cè)問(wèn)題,研究了頻域自適應(yīng)匹配濾波算法,該算法是匹配濾波的改進(jìn)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

常規(guī)波束形成算法實(shí)現(xiàn)

方位譜 ( )vP θ 可如下表示[ ][ ]22( ) ( ) ( ) ( )( )2 ( ) ( )( ) ( )1 cos( )2 ( ) ( )11 cos( ) ( )2H H HvvHHpsHs BPPθ θ θ θθθ θθ θθ θθ θθ θ θ == + = + a u R a ua aa R aa a(2-18)其中： ( )BP θ 表示同等陣型的標(biāo)量陣方位譜�？梢钥闯龀朔ㄏ禂�(shù) [ ]21 2 1 cos( )s+ θ θ受目標(biāo)入射角度和波束引導(dǎo)方位這兩個(gè)因素影響，正是由于這種影響，聲矢量陣的常規(guī)波束形成才能夠克服聲壓陣存在的左右舷模糊問(wèn)題。仿真實(shí)驗(yàn) 1：標(biāo)量陣 CBF 和矢量陣 CBF 的性能分析信號(hào)假設(shè)為中心頻率為 4000Hz 的遠(yuǎn)場(chǎng)窄帶信號(hào)，加帶限噪聲，信噪比為 15dB，信號(hào)采樣頻率為 20kHz，聲速恒為 1500m/s，接收陣列為均勻四元矢量水聽(tīng)器線(xiàn)陣，陣元間距是信號(hào)波長(zhǎng)的 1/2，快拍數(shù) L 取 7000，入射角度取 80°，對(duì) 360°空間進(jìn)行掃描，得到的仿真結(jié)果圖如下

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文可以在頻域上進(jìn)行描述，此時(shí)的方向矩陣不再是方位和時(shí)間的函率的函數(shù)。在頻域上，寬帶信號(hào)若分為J 個(gè)窄帶信號(hào)，則陣列的( ) ( , ) ( ) ( ) = , , ,i v i i v iX f = A f θS f +N f i 1 2 J列方向矩陣的各個(gè)列向量中的波長(zhǎng)λ 根據(jù)頻率的不同而不同，應(yīng)波長(zhǎng)iλ ，而不是像窄帶信號(hào)那樣有固定的波長(zhǎng)�？闯�，經(jīng)過(guò)離散傅里葉變換后的寬帶信號(hào)頻域模型，即為式(2-1，利用窄帶信號(hào)的波束形成算法可以實(shí)現(xiàn)寬帶信號(hào)各個(gè)頻點(diǎn)的波的結(jié)果進(jìn)行加權(quán)處理就得到了寬帶信號(hào)波束形成的實(shí)現(xiàn)方法。×

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于TMS320C6678的多核DSP加載模式研究[J]. 張樂(lè)年,關(guān)榆君.  電子設(shè)計(jì)工程. 2013(24)
[2]基于TMS320C6678的多核DSP上電加載技術(shù)[J]. 劉章文,劉七華,謝川林,袁學(xué)文.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2013(18)
[3]TMS320C6678多核DSP的核間通信方法[J]. 吳灝,肖吉陽(yáng),范紅旗,付強(qiáng).  電子技術(shù)應(yīng)用. 2012(09)
[4]基于多核任務(wù)并行處理的DSP軟硬件設(shè)計(jì)[J]. 丁有源,汪安民.  單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2012(05)
[5]基于LOFAR譜圖的水下目標(biāo)識(shí)別方法[J]. 宋振宇,丁勇鵬,趙秀麗,翁璐.  海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2011(03)
[6]基于數(shù)字信號(hào)處理的微弱信號(hào)相關(guān)檢測(cè)方法[J]. 周鴻鎖.  電腦學(xué)習(xí). 2009(01)
[7]基于圓周卷積重疊保留法的匹配濾波仿真實(shí)現(xiàn)[J]. 范英飚,王新,種山,曹建平.  海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2008(06)
[8]相關(guān)檢測(cè)原理及其應(yīng)用[J]. 李銳,何輔云,夏玉寶.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(04)
[9]基于相關(guān)與小波變換相結(jié)合的弱信號(hào)檢測(cè)[J]. 吳芳,楊日杰,田淑榮,高青偉.  海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2008(01)
[10]基于LOFAR譜和DEMON譜特征的艦船輻射噪聲研究[J]. 熊紫英,朱錫清.  船舶力學(xué). 2007(02)

博士論文
[1]水下無(wú)人平臺(tái)自主被動(dòng)探測(cè)技術(shù)研究[D]. 范展.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[2]聲矢量傳感器穩(wěn)健空間譜估計(jì)技術(shù)研究[D]. 馬巍.哈爾濱工程大學(xué) 2013

碩士論文
[1]寬帶數(shù)字波束形成算法研究[D]. 何細(xì)建.西安電子科技大學(xué) 2015
[2]基于矢量水聽(tīng)器線(xiàn)列陣的方位譜估計(jì)方法研究[D]. 姜彥宇.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[3]基于DSP的相關(guān)法超聲波液位計(jì)的研究[D]. 李林.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2014
[4]基于6678多核DSP的相位編碼雷達(dá)信號(hào)處理[D]. 曹陽(yáng).南京理工大學(xué) 2014
[5]基于DSP的長(zhǎng)基線(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 馬龍飛.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[6]超短基線(xiàn)寬帶信號(hào)定位算法的DSP軟件設(shè)計(jì)[D]. 李富貴.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[7]矢量陣寬帶波束形成和自適應(yīng)相關(guān)器研究[D]. 陳陽(yáng).哈爾濱工程大學(xué) 2008
[8]高精度頻率估計(jì)算法研究[D]. 劉銀恩.南京理工大學(xué) 2007
[9]不同環(huán)境下的時(shí)延估計(jì)算法及其仿真研究[D]. 唐娟.南京信息工程大學(xué) 2007
[10]基于混沌預(yù)測(cè)的水聲信號(hào)檢測(cè)方法研究[D]. 王洪超.西北工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3490628