近年來,隨著海洋資源的進(jìn)一步開發(fā)以及海上軍事裝備的發(fā)展,淺海地形探測(cè)成為了世界各國(guó)關(guān)注的重點(diǎn)。然而由于淺海水域的多徑干擾以及混響更加復(fù)雜,淺海探測(cè)的發(fā)展受到了很大的限制。目前淺海地形探測(cè)的方法主要借鑒于深海大洋的探測(cè),采用主動(dòng)聲納式的實(shí)施方案,聲納的發(fā)射信號(hào)以單頻脈沖信號(hào)或線性調(diào)制信號(hào)等信號(hào)為主,因而普遍存在功率大、體積大、探測(cè)精度低等缺點(diǎn)。近年來,混沌信號(hào)因?yàn)槠渚哂懈叨鹊碾S機(jī)性,很強(qiáng)的自相關(guān)性以及極好的抗噪性能而被積極的引入到水聲通信領(lǐng)域。本課題以此為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了一種以混沌脈沖信號(hào)作為探測(cè)信號(hào)的淺海地形探測(cè)系統(tǒng)。本文在研究聲納工作方式以及設(shè)計(jì)過程的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)際應(yīng)用背景提出了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,以混沌信號(hào)作為系統(tǒng)發(fā)射信號(hào),采用收發(fā)合制的方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換,并通過計(jì)算收發(fā)信號(hào)的時(shí)延差進(jìn)行測(cè)距;為了匹配選用的換能器,以Logistic映射產(chǎn)生的混沌序列為基礎(chǔ),對(duì)其進(jìn)行相位調(diào)制,調(diào)制后的混沌信號(hào)中心頻率為300kHz,仿真結(jié)果表明,調(diào)制后的信號(hào)的功率比較集中,具有較強(qiáng)的相關(guān)性,在信噪比不低于-25dB的情況下仍然能夠得到準(zhǔn)確的時(shí)延,抗噪性能良好;發(fā)射信號(hào)的形式確定后,系統(tǒng)的整體方案就隨之... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１主動(dòng)聲納工作原理??２．２系統(tǒng)測(cè)距方法??

情況；另外，脈沖測(cè)距法的最小探測(cè)距離與脈沖的寬度Ｔ有關(guān)，兩者成反比關(guān)系，即脈寬??越窄，最小探測(cè)距離越近。同樣Ｔ與目標(biāo)的距離分辨力也存在相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系，當(dāng)有兩??個(gè)目標(biāo)時(shí)，若兩者回波的到達(dá)時(shí)間分別為１和１２，如圖２．２所示。當(dāng)ｔ２遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于〇時(shí)，??可以很容易的區(qū)分出兩個(gè)目標(biāo)，當(dāng)ｔ２逐漸減小到時(shí)，兩個(gè)回波信號(hào)會(huì)成為一個(gè)信號(hào)，此??時(shí)很難區(qū)分出兩個(gè)信號(hào)，因此能區(qū)分出兩個(gè)目標(biāo)的條件為??ｔ２￣?ｔｘ＞ｒ?（２．３）??由式（２．２）可知，當(dāng)脈寬為Ｔ時(shí)，聲納系統(tǒng)能分辨出的最小目標(biāo)間距為??１?，?１??＝?２?ｃ＾２?—?￣?２?ＣＴ?（２－４）??即聲納系統(tǒng)的距離分辨力為＾ｃｒ，要想提高聲納系統(tǒng)的距離分辨力就必須使脈寬減小。??１１??

?（２．７）??式中，背景干擾級(jí)是指系統(tǒng)工作環(huán)境中對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的背景噪聲。??對(duì)于一個(gè)收發(fā)合制的主動(dòng)聲納而言，聲強(qiáng)度的變化過程如圖２．３所示。??ＤＴ??信號(hào)源?一？發(fā)射設(shè)備ｐ？接收設(shè)備一？判別顯示??ｓｉ??主要干擾強(qiáng)度ＩＲ?Ｈ??－?＿Ｔ１．?｛?Ｕ?Ｕ?）??——?ｔｌ?ｋ?ＴＳ?ｙ??ＳＩ－ＴＬ＋Ｔ＾ｖ?ｙ??ＳＬ－２ＴＬ＋ＴＳ??圖２．３收發(fā)合制主動(dòng)聲納聲強(qiáng)度變化示意閣??設(shè)換能器發(fā)射信號(hào)的輻射聲源級(jí)為ＳＬ，由于傳輸過程中的損失，聲源級(jí)為ＳＬ的發(fā)??射倍號(hào)經(jīng)水聲丨ｎ道到達(dá)目標(biāo)時(shí)，其聲強(qiáng)度下降為ＳＬ－ＴＬ，其中ＴＬ為聲源到達(dá)目標(biāo)的傳??播損失；丨Ｊ標(biāo)強(qiáng)度（目標(biāo)對(duì)信號(hào)的反射能力）為ＴＳ，因而經(jīng)目標(biāo)反射后聲強(qiáng)度變?yōu)椋樱蹋??ＴＬ＋ＴＳ；對(duì)于收發(fā)合制的聲納系統(tǒng)，反射的信號(hào)到達(dá)換能器的路徑與發(fā)射的路徑一致，??其聲傳播損失也為ＴＴＬ，因而換能器所能接受到的回波信號(hào)的聲強(qiáng)度為ＳＬ－２ＴＬ＋ＴＳ，通??常稱其為回聲信號(hào)級(jí)。另一方面

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種基于Logistic映射的水聲混沌信號(hào)測(cè)距方法[J]. 郭亞靜,王黎明,王琳,范浩.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(05)
[2]基于拖曳浮標(biāo)的潛艇自主導(dǎo)航定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 向春清,陳永強(qiáng).  艦船電子工程. 2017(01)
[3]Logistic混沌映射性能分析與改進(jìn)[J]. 陳志剛,梁滌青,鄧小鴻,張穎.  電子與信息學(xué)報(bào). 2016(06)
[4]幾種新型主動(dòng)聲吶發(fā)射信號(hào)性能分析研究[J]. 李玉強(qiáng),杜選民,周勝增.  艦船科學(xué)技術(shù). 2015(11)
[5]聲納技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 宋世軍,姚曉玲.  宿州教育學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(04)
[6]一種混沌水聲定位方法[J]. 任海鵬,白超,習(xí)亞平.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2015(06)
[7]High-resolution swath bathymetry using MIMO sonar system[J]. Xionghou Liu,Chao Sun,Jie Zhuo,Feng Yi,Zongwei Liu.  Journal of Systems Engineering and Electronics. 2014(05)
[8]水聲通信技術(shù)綜述[J]. 賈寧,黃建純.  物理. 2014(10)
[9]一維Logistic映射混沌偽隨機(jī)序列統(tǒng)計(jì)特性研究[J]. 李彩虹,李貽斌,趙磊,張艷華,張新慧.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2014(05)
[10]主動(dòng)聲吶發(fā)射波形設(shè)計(jì)研究[J]. 李峻年,孟士超,佘亞軍.  艦船科學(xué)技術(shù). 2014(04)

博士論文
[1]幾類混沌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究[D]. 謝國(guó)波.廣東工業(yè)大學(xué) 2012
[2]非線性動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)間序列分析方法及其應(yīng)用研究[D]. 孟慶芳.山東大學(xué) 2008
[3]基于混沌理論的水中混響建模及其應(yīng)用研究[D]. 宋春云.哈爾濱工程大學(xué) 2007

碩士論文
[1]基于OFDM的水聲通信技術(shù)研究[D]. 張智敏.中北大學(xué) 2017
[2]廣義相關(guān)時(shí)延估計(jì)在無源時(shí)差定位（TDOA）中的研究與應(yīng)用[D]. 劉星艷.蘭州交通大學(xué) 2015
[3]測(cè)深側(cè)掃聲納關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊玉春.中國(guó)艦船研究院 2014
[4]連續(xù)相位調(diào)制信號(hào)調(diào)制參數(shù)盲估計(jì)技術(shù)研究[D]. 郝娜.西安電子科技大學(xué) 2014
[5]基于LabVIEW的聲納成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 焦云飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[6]基于MEMS仿生矢量水聽器的測(cè)距聲納系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 劉林仙.中北大學(xué) 2013
[7]主動(dòng)聲納波形優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 劉肖.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[8]低頻主動(dòng)聲納波形融合與背景歸一化[D]. 王亞男.哈爾濱工程大學(xué) 2007
[9]基于混沌理論的信號(hào)檢測(cè)方法研究[D]. 郭富新.吉林大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3026684