基于多片dsp的小尺度阵方位估计的实时实现（可复制）.pdf

摘要目标方位ù锕兰埔恢笔钦罅行藕糯淼娜鹊阒唬车恼罅信号处理利用空间布置的声压传感器阵列接收目标辐射的声信号做波束形成来实现兰啤H欢9娴牟ㄊ纬墒苋鹄薜脑际阅勘甑姆直婺力由空间孑兜拇笮【龆ā6杂诘推敌藕牛ǔU罅行枰>哂薪洗蟮目拙叮这样势必会造成成本的提高,以及使用的不便。在本论文中将矢量传感器应用于较小的阵型,研究小尺度矢量阵的多目标分辨问题。针对阵列信号处理中目标分辨力的问题,提出了频段划分、虚拟阵元和恒定束宽的方法,划分频段可以减小信号在不同或相近频段上的影响,增加虚元可以在去除高频时产生的栅瓣同时增大阵列尺寸,而恒定束宽可以使不同频率的信号通过基阵后形成相同的较窄的主波束宽度,在波束形成时采用了自适应瞬ㄆ鞯睦胂咧毓瓜嘁撇ㄊ纬伞对小尺度矢量阵多目标分辨的信号处理方法在辖辛巳砑迪郑该系统包括四片荽覵传到三片校诿科珼上进行在一个频段上的信号处理,所得的结果再通过串口传到最后的薪信息融合。系统采用的敲拦鶷旧腡。在论文中对上述算法进行了的大量计算,结果证明了此信号处理算法软关键词:小尺度阵;瞬ㄆ鳎恍樵#缓愣ㄊ恚籘件的可行性与可靠性。哈尔滨工程大学硕士学位论文
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第滦髀论文的背景和意义海洋蕴藏有非常丰富的资源,是地球上蓝色的宝藏。随着对海洋开发的越来越深入,人们越来越重视对水下目标感知和传递问题的研究。自第二次世界大战结束以来,各国的军事专家越来越重视在未来战争中对制海权的控制,潜艇等一些舰船的隐身降噪技术得到飞速的发展,对于低信噪比条件下的信号处理便成为了现代水声领域所要解决的主要问题之一。且在某些特定的情况下,还需要对所取得的数据进行实时的处理。声源发出携带信息的声波,通过海洋到达水声接收传感器或传感器阵,水声探测设备对传感器或传感器阵拾取的声场信息进行处理,从而做出判决,确定是否存在目标及目标的状态参数、目标种类,或者恢复目标发出的源信息,这就是水声系统工作的全过程在水声信号处理中,将信号从噪声干扰中提取出来进而确定信号的波达方向是水声界的一个经典问题。通常的处理方法是采用声压传感器阵列对声场进行空间采样,并进行空间谱估计,这就是在水声信号处理中经常要用到的波束形成技术。应用波束形成技术的声压传感器阵列在其出现后的很长时期内,解决了科学实践的许多问题,但随着频率的不断降低,声压传感器阵列在保持一定增益、束宽的条件下,阵列孔径会越来越大,也存在其方位分辨左右舷模糊的固有缺点。不足,通过测量水下声场矢量固荻取⒅实阏袼佟⒓铀俣取⑽灰苹蛏等褂胫苯踊蚣浣硬饬康玫降恼袼僖圆煌绞酵牡刈楹希蛊渚哂不随频率变化的中位蛐脑嘈沃赶蛐酝ü拐袼僦涞淖楹虾褪实的信号处理方式就可以完成目标检测和参数估计的任务,或者可以将声矢量水听器组成阵列以获得空间增益,为小尺度矢量传感器阵的探测目标提供了在阵列信号处理中,为了提高系统的空间处理增益,并估计信号源的方声矢量水听器的出现弥补了传统声压水听器不能完整地获得声场信息的可能。位,常需要利用信号和噪声的空间统计特性来检测信号和估计参数。对于哈尔滨檀笱妒宦畚.
,常用的是波束形成器,即把基阵阵元对空间信号的采样输出进行线性组合以提高信噪比,它可用来确定目标方位、抑制强干扰信号并加强对弱信号的接收。但是,波束目标分辨率有限制,称为瑞利限,它主要取决于阵列长度。小尺度阵如果能够实现在低频的条件下对多目标的分辨和跟踪,就能在鱼雷、水雷、海岸预警浮标等小尺度声纳平台上应用K孀攀字技术,特别是微处理器和数字信号处理器某鱿郑沟眯矶嘈枰进行大量运算的信号处理方法的实现成为可能,若能对得到的数据进行实时的处理,就能实时进行方位估计,在本论文中信号处理分机采用的是公司的酒琓,并用多片钩筛咚倩チ峁埂本文的主要内容是实现基于多片男〕叨日蟮姆轿还兰啤=噶克听器应用于相对孔径较小的阵列,利用自适应瞬ㄆ鞅旧碚拇特性对宽带信号进行频带划分,并结合虚拟阵元和恒定束宽的方法,探讨小尺度阵列形成较高目标分辨能力的处理方法,利用矢量水听器所得到的有用信息,进行信息的融合,从而实现小尺度阵的多目标分辨和跟踪技术,并结合际酰庵址轿还兰频乃惴ㄔ贒上进行软件实现,从而可以实现对数据的实时处理,能够得到实时的目标轨迹。矢量水听器是用来测量水下声场矢量ㄉ固荻取⒅实阏袼佟⒓铀质点振速水听器测量声场中的质点振动速度,因此矢量传感器可以共点、同步测量声场的声压标量和质点振速矢量。要获得声场中的振速信息,可以直接对声场振速进行测量;也可以间接测量质点位移量、质点加速度或声压梯度,对其灵敏度及相位加以校正得到振速。可见,在流体密度已知的情形下,矢量传感器能够提供声场的标量和各种矢量信息嗍。单个矢量水听器就可具有不随频率变化