針對被動(dòng)聲吶浮標(biāo)特點(diǎn),設(shè)計(jì)了信號解析與處理的方案。通過應(yīng)用解復(fù)用、分頻段譜分析、心形波束形成與互譜方位估計(jì)等被動(dòng)浮標(biāo)特有的處理技術(shù),可有效提高對目標(biāo)的檢測能力與方位估計(jì)的準(zhǔn)確性。文章所介紹的相關(guān)技術(shù),也可為進(jìn)一步研究被動(dòng)浮標(biāo)信號處理技術(shù)提供借鑒。 

【文章來源】：聲學(xué)與電子工程. 2020,(03)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

被動(dòng)定向浮標(biāo)信號處理框圖

合適的接收波束角度，可有效降低大型船只航行帶來的低頻噪聲影響，提高對水下潛艇輻射噪聲的接收增益，增加檢測信噪比，提升深遠(yuǎn)海條件下的聲吶浮標(biāo)被動(dòng)探測性能。根據(jù)浮標(biāo)類型，經(jīng)過降采樣或解復(fù)用處理后，被動(dòng)全向浮標(biāo)與被動(dòng)定向浮標(biāo)、垂直線列陣浮標(biāo)的全向通道進(jìn)入LOFAR（LowFrequencyAnalysisandRecord）和DEMON（DemodulatedNoise）處理流程，被動(dòng)定向浮標(biāo)和垂直線列陣浮標(biāo)的全向、定向通道進(jìn)入DIFAR（DirectionalLowFrequencyAnalysisandRecord）處理流程。被動(dòng)浮標(biāo)信號處理框圖如圖2所示。圖2被動(dòng)定向浮標(biāo)信號處理框圖2解復(fù)用解復(fù)用是將被動(dòng)定向浮標(biāo)的復(fù)合信號分離的過程。通過低通濾波、降采樣得到全向信號；通過數(shù)字鎖相環(huán)解調(diào)得到東西、南北通道信號。假設(shè)浮標(biāo)羅盤方位為，目標(biāo)方向沿順時(shí)針與矢量水聽器Y軸的夾角標(biāo)記為，則就是目標(biāo)相對于地磁北極的方位。X、Y軸偶極子接收的信號分別為東西通道和南北通道信號。設(shè)東西通道信號為YAcos，南北通道信號為XAsin,被動(dòng)定向浮標(biāo)復(fù)合信號可表示為SYcos(t)Xsin(t)sin(t)（1）接收到被動(dòng)定向浮標(biāo)復(fù)合信號后，使用帶通濾波器分離出調(diào)制的偶極子信號和導(dǎo)相信號，經(jīng)正交解調(diào)和低通濾波，取出東西和南北通道；使用另一

奶氐悖?晗附檣鼙歡?”晷藕糯?矸椒ǎ?并著重說明其特有的技術(shù)。1被動(dòng)浮標(biāo)信號被動(dòng)浮標(biāo)包括被動(dòng)全向浮標(biāo)、被動(dòng)定向浮標(biāo)和垂直線列陣浮標(biāo)。被動(dòng)全向浮標(biāo)聲信號接收傳感器僅為1路全向水聽器，因此上傳的信號只有1路全向信號。被動(dòng)定向浮標(biāo)采用頻分復(fù)用與矢量水聽器技術(shù)，所發(fā)送的信號中包含了導(dǎo)頻信號、羅盤信號、全向信號和兩個(gè)空間位置正交的偶極子信號。這些信號合成1路復(fù)合信號上傳。信號處理前需將復(fù)合信號分離為通道信號，分離的過程被稱為解復(fù)用，將在第2章節(jié)介紹。被動(dòng)定向浮標(biāo)信號形式如圖1所示。圖1被動(dòng)定向浮標(biāo)復(fù)合信號示意圖垂直線列陣浮標(biāo)采用大孔徑的垂直線列被動(dòng)接收陣與矢量水聽器，使用數(shù)字傳輸技術(shù)，將垂直波束與矢量水聽器三個(gè)通道的信號同時(shí)上傳。通過選擇合適的接收波束角度，可有效降低大型船只航行帶來的低頻噪聲影響，提高對水下潛艇輻射噪聲的接收增益，增加檢測信噪比，提升深遠(yuǎn)海條件下的聲吶浮標(biāo)被動(dòng)探測性能。根據(jù)浮標(biāo)類型，經(jīng)過降采樣或解復(fù)用處理后，被動(dòng)全向浮標(biāo)與被動(dòng)定向浮標(biāo)、垂直線列陣浮標(biāo)的全向通道進(jìn)入LOFAR（LowFrequencyAnalysisandRecord）和DEMON（DemodulatedNoise）處理流程，被動(dòng)定向浮標(biāo)和垂直線列陣浮標(biāo)的全向、定向通道進(jìn)入DIFAR（DirectionalLowFrequencyAnalysisandRecord）處理流程。被動(dòng)浮標(biāo)信號處理框圖如圖2所示。圖2被動(dòng)定向浮標(biāo)信號處理框圖2解復(fù)用解復(fù)用是將被動(dòng)定向浮標(biāo)的復(fù)合信號分離的過程。通過低通濾波、降采樣得到全向信號；通過數(shù)字鎖相環(huán)解調(diào)得到東西、南北通道信號。假設(shè)浮標(biāo)羅盤方位為，目標(biāo)方向沿順時(shí)針與矢量水聽器Y軸的夾角標(biāo)記為，則就是目標(biāo)相對于地磁北極的方位

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]改進(jìn)的互譜法在矢量水聽器方位估計(jì)中的應(yīng)用[J]. 喬斌.  聲學(xué)與電子工程. 2010(04)
[2]被動(dòng)定向浮標(biāo)數(shù)字解復(fù)用技術(shù)[J]. 王森,趙海潮,馬曉民.  聲學(xué)技術(shù). 2008(01)



本文編號：3370330