我國(guó)海洋的安全問(wèn)題已經(jīng)成為一個(gè)重要的課題,目標(biāo)探測(cè)更是其中重要的組成部分之一。最新的聲吶系統(tǒng)一般采用多個(gè)水聽(tīng)器的組合形成水聽(tīng)器基陣以及更有效率的信號(hào)處理方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的探測(cè),垂直陣更是因其布放、回收方便和易于大規(guī)模實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn),在水聲工程項(xiàng)目中被更為廣泛地應(yīng)用。本論文基于水聲光纖垂直陣,軟件平臺(tái)基于ARK-3500工控機(jī),軟件具體包括:基于ARK-3500平臺(tái)的軟件框架搭建,數(shù)據(jù)流控制與信息交互;基于相移波束形成方法的目標(biāo)俯仰角測(cè)量;基于小數(shù)時(shí)延波束形成方法的時(shí)域波束形成實(shí)現(xiàn)及線譜檢測(cè)等。論文闡述了基于垂直陣背景的相移和時(shí)延波束形成,根據(jù)實(shí)際陣列進(jìn)行仿真研究,在低采樣率下,波束輸出會(huì)發(fā)生畸變,進(jìn)一步闡述了多種小數(shù)時(shí)延波束形成的方法和仿真研究對(duì)比。論文還有關(guān)于水聲目標(biāo)探測(cè)過(guò)程中常見(jiàn)的LOFAR譜分析和DEMON譜分析,給出了自主檢測(cè)目標(biāo)算法軟件的思路流程。論文最后一章主要是目標(biāo)探測(cè)算法的軟件實(shí)現(xiàn),在LINUX系統(tǒng)平臺(tái)上用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn),軟件包括采用多進(jìn)程技術(shù)軟件框架、目標(biāo)探測(cè)算法模塊、基于UDP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信模塊和與上位機(jī)通信的RS232串口模塊和采集姿態(tài)傳感器的RS485串口模塊。最后通過(guò)... 

【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)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

垂直陣探測(cè)系統(tǒng)示意圖

第 2 章 陣列信號(hào)處理陣或者平面陣的法線方向上才能夠獲得同向相加，當(dāng)對(duì)于一個(gè)陣列的形狀未知的時(shí)候不一定存在一個(gè)入射角度θ 使得各個(gè)陣元實(shí)現(xiàn)同向相加，使得 R (θ )最大。因此，我們需要對(duì)每一個(gè)陣元做一定的處理，使得在探測(cè)目標(biāo)的方向上它們能夠?qū)崿F(xiàn)同相相加。從圖2.3(a)、(b)的對(duì)比可以看出，對(duì)于等間隔線陣來(lái)說(shuō)，陣元間隔與波長(zhǎng)的關(guān)系也很重要，當(dāng)兩者的值設(shè)置不合理 d > 1/ 2的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)如圖 2.3(b)所示的副極大值，影響實(shí)際效果。

X1(t)X2(t)XN(t) τNτ2τ1ω2ωNΣ y(t)圖 2.4 時(shí)間延遲波束形成原理示意圖時(shí)延波束形成的好處是與信號(hào)的頻率沒(méi)有關(guān)系，同時(shí)對(duì)信號(hào)的形式?jīng)]有特別的要求，但在實(shí)際的工程應(yīng)用中，采樣率不可能無(wú)限大，存儲(chǔ)空間也存在一定的限制，所以采樣率的大小限制著波束形成結(jié)果的精度。在實(shí)際 MATLAB 軟件仿真的時(shí)候，常規(guī)的時(shí)延波束形成只能夠通過(guò)對(duì)整數(shù)個(gè)采樣點(diǎn)的移動(dòng)來(lái)達(dá)到時(shí)間補(bǔ)償?shù)男Ч�，這就降低了輸出的效果，所以在下一節(jié)中，將針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)一步提出小數(shù)時(shí)延的解決辦法。下面對(duì)時(shí)延波束形成做 MTALAB 仿真，針對(duì)寬帶信號(hào)：垂直陣陣元個(gè)數(shù)是 16，信號(hào)處理帶寬范圍：1-1.5kHz，信號(hào)長(zhǎng)度：1s，陣元間距為 1.5kHz 半波間距，信號(hào)的形式是高斯白噪聲，目標(biāo)俯仰角為 60°，噪聲的形式是高斯白噪聲，信噪比為 10dB。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3460173