聲納陣列信號仿真的信號處理機實時實現(xiàn).pdf

1、聲納陣列信號仿真的目的在于為后續(xù)聲納信號處理方法的研究提供豐富逼真的仿真陣元信號數(shù)據(jù)。本文討論的是被動聲納陣列信號的仿真，根據(jù)被動聲納的工作原理，仿真系統(tǒng)模擬目標輻射噪聲的產(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?？紤]到當前眾多聲納信號處理系統(tǒng)是在DSP處理器上實現(xiàn)的，本文的仿真系統(tǒng)也在基于TigerSHARC201芯片的信號處理機上進行了實現(xiàn)。
　　 本文首先介紹了聲納陣列信號仿真系統(tǒng)的定義，然后介紹一般仿真系統(tǒng)

2、的架構(gòu)，將整個仿真系統(tǒng)劃分為幾個主要模塊，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單的射線模型，仿真多途效應、傳播衰減和多普勒效應;每個陣元接收到的環(huán)境噪聲視為不相關的，采用建模的方法為每一個接收陣元仿真相互獨立的環(huán)境噪聲;將接收到的目標輻射噪聲與環(huán)境噪聲疊加獲得每個陣元的接收信號。
　　 然后，研究了基于實測數(shù)據(jù)的聲納陣列信號的仿真，重點是提出

3、逼真的目標輻射噪聲仿真方法。在能夠獲得單通道實測信號的前提下，為了逼真地仿真目標輻射信號，提出了基于實測數(shù)據(jù)分析的目標輻射噪聲仿真方法和基于有限實測數(shù)據(jù)回放的目標輻射噪聲獲得方法。基于信號分析的方法是對實測信號進行分析獲得其功率譜，再用類似建模的方法仿真具有特定功率譜的輻射噪聲?；趯崪y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，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)的導數(shù)異號的過零點，根據(jù)該條件從實測信號中截取的循環(huán)

4、數(shù)據(jù)段，拼接時避免了實測數(shù)據(jù)直接拼接帶來的特征突變?；诙嗤ǖ缹崪y信號仿真時，首先進行信號陣列波束形成，估計目標方位，將其對應的波束數(shù)據(jù)作為目標信號進行后續(xù)仿真，提高實測目標信號的信噪比。基于實測信號能夠保證仿真的輻射信號保留目標的實際特性，再對其進行空間傳播特性的仿真就能得到接收陣列信號。
　　 最后，介紹了本文仿真系統(tǒng)DSP實現(xiàn)的硬件平臺，軟件開發(fā)工具和系統(tǒng)處理結(jié)構(gòu)，設計了仿真系統(tǒng)的總體架構(gòu)，詳細給出了仿真系統(tǒng)在DSP上實現(xiàn)