主動探測聲納可用來測定水下目標的距離、方位、航速等要素,在軍事和民用中應用廣泛。隨著數字信號處理器（Digital Signal Processor,簡稱DSP）的不斷發(fā)展升級,使需要大量運算的主動聲納信號處理方法的實現成為了可能。多核處理器更是DSP的佼佼者,可用于信號處理的并行實現,能夠大大提高主動聲納系統的實時性。本文以主動探測聲納系統為依托,主要研究了基于多核DSP的主動探測聲納信號處理軟件設計與實現,包含從信號處理軟件算法的性能仿真研究、軟件開發(fā)與調試、軟件性能測試的完整過程。在算法設計部分,根據主動探測聲納系統的功能需求研究了矢量線陣的常規(guī)波束形成算法,該算法可以提高目標回波的空間增益,便于后續(xù)檢測,同時實現了目標方位的估計。研究了相關時延估計算法,該算法提高了目標回波時間增益,并完成了時延估計。對于目標速度的估計,研究了局部插值FFT頻率估計算法,相對于快速傅里葉FFT算法,該算法在沒有增加大量運算的情況下,提升了頻率估計精度。對于工程軟件的實現,研究了長序列快速滑動相關的實現方法。同時針對主動探測聲納的弱目標檢測問題,研究了頻域自適應匹配濾波算法,該算法是匹配濾波的改進... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

常規(guī)波束形成算法實現

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 表示同等陣型的標量陣方位譜。可以看出乘法系數 [ ]21 2 1 cos( )s+ θ θ受目標入射角度和波束引導方位這兩個因素影響，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題。仿真實驗 1：標量陣 CBF 和矢量陣 CBF 的性能分析信號假設為中心頻率為 4000Hz 的遠場窄帶信號，加帶限噪聲，信噪比為 15dB，信號采樣頻率為 20kHz，聲速恒為 1500m/s，接收陣列為均勻四元矢量水聽器線陣，陣元間距是信號波長的 1/2，快拍數 L 取 7000，入射角度取 80°，對 360°空間進行掃描，得到的仿真結果圖如下

哈爾濱工程大學碩士學位論文可以在頻域上進行描述，此時的方向矩陣不再是方位和時間的函率的函數。在頻域上，寬帶信號若分為J 個窄帶信號，則陣列的( ) ( , ) ( ) ( ) = , , ,i v i i v iX f = A f θS f +N f i 1 2 J列方向矩陣的各個列向量中的波長λ 根據頻率的不同而不同，應波長iλ ，而不是像窄帶信號那樣有固定的波長。看出，經過離散傅里葉變換后的寬帶信號頻域模型，即為式(2-1，利用窄帶信號的波束形成算法可以實現寬帶信號各個頻點的波的結果進行加權處理就得到了寬帶信號波束形成的實現方法。×

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[5]基于DSP的長基線數字信號處理軟件的設計與實現[D]. 馬龍飛.哈爾濱工程大學 2012
[6]超短基線寬帶信號定位算法的DSP軟件設計[D]. 李富貴.哈爾濱工程大學 2009
[7]矢量陣寬帶波束形成和自適應相關器研究[D]. 陳陽.哈爾濱工程大學 2008
[8]高精度頻率估計算法研究[D]. 劉銀恩.南京理工大學 2007
[9]不同環(huán)境下的時延估計算法及其仿真研究[D]. 唐娟.南京信息工程大學 2007
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本文編號：3490628