聲納浮標(biāo)是用于探測(cè)和識(shí)別水下移動(dòng)目標(biāo)的重要手段,被廣泛應(yīng)用于航空反潛領(lǐng)域。DIFAR（Directional Frequency Analysis and Recording）浮標(biāo)就是一種典型的聲納浮標(biāo),也被稱為被動(dòng)定向浮標(biāo),應(yīng)用于目標(biāo)的初始定位。AN/SSQ-53系列聲納浮標(biāo)作為DIFAR浮標(biāo)的一種,是由三個(gè)聲傳感器集成的小型基陣,包括一個(gè)全向水聽器和一對(duì)正交偶極子,其中全向水聽器提供接收信號(hào)的全向聲壓信息,正交偶極子提供接收信號(hào)的方向信息,使其可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行方位估計(jì)。這三個(gè)聲傳感器分別構(gòu)成三個(gè)相互獨(dú)立的聲信號(hào)通道:全向通道、正弦通道和余弦通道。論文介紹了DIFAR浮標(biāo)目標(biāo)方位估計(jì)的兩種方法:FFT/B-Scan和FOS/B-Scan,通過仿真對(duì)比得出,在一定條件下FOS/B-Scan算法比FFT/B-Scan算法在目標(biāo)方位估計(jì)方面性能更佳。 

【文章來源】：艦船電子工程. 2019,39(01)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

DIFAR浮標(biāo)三個(gè)水聽器的幾何學(xué)結(jié)構(gòu)［5］對(duì)信號(hào)x(t)作離散傅里葉變換：

浮標(biāo)在水中的方向是隨機(jī)的，故它還包含一個(gè)羅盤用來感知自身方向。浮標(biāo)在水中還會(huì)產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，需要羅盤對(duì)傳感器檢測(cè)的目標(biāo)方位進(jìn)行糾正。DIFAR浮標(biāo)通常采用FFT/B-Scan法進(jìn)行目標(biāo)方位估計(jì)，該方法通過對(duì)每個(gè)通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，采用反正切計(jì)算就可以得到目標(biāo)的方位估計(jì)，因?yàn)樵摲椒ㄊ腔贔FT的，故它有一個(gè)很明顯的缺點(diǎn)就是當(dāng)兩個(gè)目標(biāo)的頻率靠的很近時(shí)（FFT無法區(qū)分這兩個(gè)頻率），無法準(zhǔn)確地對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行方位估計(jì)，而FOS算法就能有效地解決這一問題。搖擺臂陶瓷晶片全向彎曲晶片圖1DIFAR浮標(biāo)水下接收部分縱向截面示意圖2FFT/B-Scan算法圖2給出了DIFAR浮標(biāo)水聽器偶極子結(jié)構(gòu)。假設(shè)在角度θ有一聲源，三個(gè)水聽器的輸出分別為xo(t)=y(t)+no(t)xs(t)=xo(t)sinθ+ns(t)（1）xc(t)=xo(t)cosθ+nc(t)其中下標(biāo)o、s、c分別代表全向通道、正弦通道和余弦通道。no(t)、ns(t)、nc(t)是各通道的噪聲，對(duì)上述三個(gè)通道的輸出信號(hào)求其互功率譜密度，進(jìn)而求得入射方位角θ。聲源正弦偶極子余弦偶極子圖2DIFAR浮標(biāo)三個(gè)水聽器的幾何學(xué)結(jié)構(gòu)［5］對(duì)信號(hào)x(t)作離散傅里葉變換：X(k)=1Nn=0N-1x(n)e-2πjknN（2）即三個(gè)通道的信號(hào)xo(k)、xs(k)、xc(k)分別進(jìn)行DFT得到Xo(k)、Xs(k)、Xc(k)。通過下式可求得功率譜密度（PSD）：Φ(k)=X(k)X(k)*=X||(k)2（3）上式中“*”代表復(fù)共軛。得到各個(gè)通道的功率譜估計(jì)分別為Φoo=XoX*oΦss=XsX*s（4）Φcc=XcX*c類似的各通道

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于快速正交搜索算法的非線性預(yù)測(cè)控制[J]. 張燕,申森.  化工自動(dòng)化及儀表. 2014(11)
[2]一種新的雙DIFAR浮標(biāo)目標(biāo)定位方法[J]. 陶林偉,王英民.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2011(26)
[3]一種新的單枚被動(dòng)定向浮標(biāo)目標(biāo)定位方法[J]. 陶林偉,王英民.  兵工學(xué)報(bào). 2011(03)
[4]機(jī)載聲吶浮標(biāo)和吊放聲吶[J]. 蓉竹.  現(xiàn)代軍事. 2006(01)



本文編號(hào)：3436519