数字式声呐大动态范围显示技术研究

量化比特数是衡量数字声呐性能的主要指标，增加比特数意味着更高的精度和更大的动态范围，但人机视觉接口只能显示有限字长的数据。本文从声呐显示技术出发，分析了突破这一局限的必要和可能。原理分析表明，对声呐数据实行过零基准处理，以ＧＳＣ算法配合小信号分层处理可有效地获得多比特位声呐数据的几乎无损的显示，对１６比特呐数据处理显示的实验结果表明，我们的处理方法达到了预斯要求。     

高频线阵的研制

本文描述了一种用于侧扫声纳的高频线列阵，该阵由中心频率分别为１００ＫＨｚ和５００ＫＨｚ的两部分构成。由于采用阵元加权排列和充分利用有效工作面积，该阵具有尖锐的主瓣，较高的主、副瓣比和较高的发射、接受灵敏度（１００ＫＨｚ时分别为１７４ｄＢ，５００ＫＨｚ时分另为１７４ｄＢ、－１８３ｄＢ），技术指标达到国外同类高频线阵的水平。满足侧扫声呐的尖波束、低副瓣、大功率、高灵敏度，深水（１００ｍ）使用的要求，本     

一种频域-波数域峰值筛选的无源声呐宽带检测方法

在水声信号处理中,传统的无源声呐宽带目标检测在多目标、强干扰的复杂环境中输出信噪比低,使得检测性能急剧下降。针对此问题,提出一种基于均匀线列阵在频域-波数域上宽带信号能量分布特性进行目标检测的方法。该方法首先将阵列信号转换到频域-波数域,利用不同频率下波数主瓣、旁瓣宽度特征以及空间分布特征,设计针对主瓣的判别与分配方法,实现对同一目标不同频率下波数谱主瓣判别,使用主瓣能量累积、主瓣数目累积的方式来形成方位谱,从而进行目标检测。理论分析和仿真结果表明,所提方法只利用对目标检测有突出贡献的波数主瓣,降低了旁瓣的影响,有效提高了无源宽带水声目标的检测能力。海上试验数据处理结果表明,目标输出信噪比相比子带峰值能量检测算法可提高5.58 dB,较传统能量检测可提高8.73 dB,计算时间相比传统能量检测降低46%,验证了所提方法的有效性与实时性。     

圆阵声呐模拟器延迟线延迟间隔选择

本文从解释圆阵声呐指向性函数有关参量的物理意义入手,推导出了实际设计带有延迟间隔影响的声呐模拟器方位设置的指向性函数,并描述了模拟器方位准确度与其延迟线的延迟间隔的关系,给出某些计算实例的结果.     

海底图象设备

本介绍了本海底图象设备的原理、组成和功能,并给出了侧扫声呐和剖面声呐的一些声图。     

利用正弦调频信号的宽带速度敏感特性抑制混响

有源声呐探测水中低速目标时,混响与目标回波的频率接近,目标回波与混响分离困难.根据运动目标与产生混响的散射体在速度域的差异,利用正弦调频信号(SFM)的速度敏感特性实现目标回波与混响的有效分离.推导了 SFM信号宽带混响抑制能力与速度分辨模糊之间的约束关系,建立了波形优化设计的搜索模型.通过多普勒滤波处理将数据从频率域...     

管道声呐系统的研制和应用

本文提出了用主动声呐原理探测地下煤气管道内积水位置的新方法,并对研制成功的一套便于在野外使用的管道声呐系统的设计和工作原理作了介绍.它的工作特点是:声发射器和声接收器分别置于露在地面上的与管道水井相连的抽水管口及管道的旁支管口,然后同时测定相应于发射声脉冲的在积水晃动而阻塞管道瞬间所产生的反射波时延,以及管道内煤气的实际声速,从而能直接和正确地决定积水所在位置.现场测试证实了这种管道声呐系统能够有效地解决长期来一直难以解决的城市煤气管道内积水探测问题.     

可精密测定多层金属膜厚度的激光超声声呐

可精密测定多层金属膜厚度的激光超声声呐光学方法可以精密测定透明薄膜的厚度，如多角度、多波长椭偏仪可测量厚度小于３ｎｍ的氧化层、厚度大于１０μｍ的光刻胶以及氧化物－多晶硅等多层结构．但对不透明的多层金属膜的测量一直受到很大的限制．最近，ＲｕｄｏｌｐｈＴ...     

非高斯环境下的深度学习脉冲信号去噪与重构*

侧扫声呐进行沉底小目标探测时,底混响是主要背景干扰。底混响通常是一种非平稳、非高斯的带限噪声,它使得白噪声条件下的滤波器性能受到限制。在混响背景下常利用自回归模型对接收信号进预行白化处理,但对于实际侧扫声呐应用,白化后直接匹配滤波的处理效果不甚理想。针对此问题,在自回归模型预白化的基础上,提出采用一种次最佳检测与多分辨二分奇异值分解相结合的改进方法。该方法首先对接收信号进行分段处理,利用改进Burg算法估计每段数据自回归模型的系数及阶数;然后构造白化滤波器对分段数据预白化,并对白化后的数据进行多分辨二分奇异值分解;最后应用ostu方法对原始声图和处理后的声图进行目标检测。仿真与实验结果表明,该方法明显提高了信混比,改善了侧扫声呐沉底静态小目标的成图质量,有利于后期实现基于图像的目标自动检测。     

深海海底反射区声场的相干结构及其有源声呐估距

有源声呐在探测深海海底反射区的目标时,由于声线大掠射角弯曲且声速沿声线传播路径不断变化,造成了常规估距方法产生较大的误差。有效声速法是减小常规估距方法误差的有效途径,但由于需要预先计算空间每一位置点的"声线时延有效声速"对,复杂度高,实时性差。针对有效声速法的实时性问题,本文基于深海海底反射区声场的相干结构,提出一种改进的有效声速估距方法.首先指出深海声场能量沿声源出射角强弱相间变化及其引起的海底反射区离散声呐可探测区现象,并利用深海近水面声源的声线干涉效应解释了该现象的物理机理,建立了声呐可探测区与高能量声线的量化关系。在此基础上,计算声呐可探测区边界位置的"声线时延-有效声速"对,并线性拟合出可探测区所有位置点对应的值。经仿真验证,该方法与传统的有效声速法均可实现对常规估距方法估距误差的有效校正。虽然该方法估距精度较传统的有效声速法略有增大,但计算复杂度和计算时间显著减小,实时性好,具有良好的工程应用前景。