聲納陣列信號(hào)仿真的信號(hào)處理機(jī)實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn).pdf

1、聲納陣列信號(hào)仿真的目的在于為后續(xù)聲納信號(hào)處理方法的研究提供豐富逼真的仿真陣元信號(hào)數(shù)據(jù)。本文討論的是被動(dòng)聲納陣列信號(hào)的仿真，根據(jù)被動(dòng)聲納的工作原理，仿真系統(tǒng)模擬目標(biāo)輻射噪聲的產(chǎn)生、水下傳播、海洋環(huán)境噪聲影響以及接收陣傳感器的接收。考慮到當(dāng)前眾多聲納信號(hào)處理系統(tǒng)是在DSP處理器上實(shí)現(xiàn)的，本文的仿真系統(tǒng)也在基于TigerSHARC201芯片的信號(hào)處理機(jī)上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。
　　 本文首先介紹了聲納陣列信號(hào)仿真系統(tǒng)的定義，然后介紹一般仿真系統(tǒng)

2、的架構(gòu)，將整個(gè)仿真系統(tǒng)劃分為幾個(gè)主要模塊，分別為噪聲源的仿真、信道的仿真、環(huán)境噪聲的仿真和陣元信號(hào)的仿真。常規(guī)的噪聲源的仿真是采用參數(shù)建模的方法;水下聲傳播一般基于簡(jiǎn)單的射線模型，仿真多途效應(yīng)、傳播衰減和多普勒效應(yīng);每個(gè)陣元接收到的環(huán)境噪聲視為不相關(guān)的，采用建模的方法為每一個(gè)接收陣元仿真相互獨(dú)立的環(huán)境噪聲;將接收到的目標(biāo)輻射噪聲與環(huán)境噪聲疊加獲得每個(gè)陣元的接收信號(hào)。
　　 然后，研究了基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的聲納陣列信號(hào)的仿真，重點(diǎn)是提出

3、逼真的目標(biāo)輻射噪聲仿真方法。在能夠獲得單通道實(shí)測(cè)信號(hào)的前提下，為了逼真地仿真目標(biāo)輻射信號(hào)，提出了基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析的目標(biāo)輻射噪聲仿真方法和基于有限實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)回放的目標(biāo)輻射噪聲獲得方法?；谛盘?hào)分析的方法是對(duì)實(shí)測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析獲得其功率譜，再用類(lèi)似建模的方法仿真具有特定功率譜的輻射噪聲?；趯?shí)測(cè)數(shù)據(jù)回放的方法是利用數(shù)據(jù)段局部相似的拼接技術(shù)，截取條件為循環(huán)數(shù)據(jù)段首尾是位于低能量且頻譜相似的區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)數(shù)異號(hào)的過(guò)零點(diǎn)，根據(jù)該條件從實(shí)測(cè)信號(hào)中截取的循環(huán)

4、數(shù)據(jù)段，拼接時(shí)避免了實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)直接拼接帶來(lái)的特征突變。基于多通道實(shí)測(cè)信號(hào)仿真時(shí)，首先進(jìn)行信號(hào)陣列波束形成，估計(jì)目標(biāo)方位，將其對(duì)應(yīng)的波束數(shù)據(jù)作為目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行后續(xù)仿真，提高實(shí)測(cè)目標(biāo)信號(hào)的信噪比。基于實(shí)測(cè)信號(hào)能夠保證仿真的輻射信號(hào)保留目標(biāo)的實(shí)際特性，再對(duì)其進(jìn)行空間傳播特性的仿真就能得到接收陣列信號(hào)。
　　 最后，介紹了本文仿真系統(tǒng)DSP實(shí)現(xiàn)的硬件平臺(tái)，軟件開(kāi)發(fā)工具和系統(tǒng)處理結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了仿真系統(tǒng)的總體架構(gòu)，詳細(xì)給出了仿真系統(tǒng)在DSP上實(shí)現(xiàn)