二维解卷积波束形成水下高分辨三维声成像

针对水下三维成像的空间分辨率难以提高,且具有较高旁瓣级的问题,提出了一种二维解卷积波束形成高分辨三维声成像算法,该算法首先完成任意距离切片的平面阵波束形成,近场情况下采用菲涅尔近似实现近场平面阵波束形成,然后通过二维解卷积技术对任意距离切片的二维波束形成结果进行解卷积处理,去除阵列指向性函数的影响,改善波束响应非理想冲击函数所造成波束形成主瓣宽及旁瓣级高的问题。通过计算机仿真分析,新算法可以有效的提高水下三维成像的空间分辨率,抑制旁瓣级,并能够在较宽频带和不同阵列孔径内保持与常规波束形成相当的稳定性。通过试验研究,新方法比常规波束形成实际目标成像分辨率提高一倍,最高旁瓣级下降20 dB,验证了该算法在实际系统中的有效性.      

基于数据协方差矩阵重构的MIMO声纳DOA估计

实际多输入多输出(MIMO)声纳系统由于环境或人为因素,可能出现部分阵元失效,从而导致阵列自由度减少、方位估计精度下降。本文提出了一种数据协方差矩阵重构方法,该方法基于差分阵列性质,利用正常工作阵元的协方差矩阵元素来恢复失效阵元的矩阵元素,获得满秩的数据协方差矩阵,从而恢复到全阵元MIMO声纳的阵列自由度。与已有方法相比,降低了计算复杂度。仿真及海试实验数据处理结果表明,本文所提的数据协方差矩阵重构方法能够恢复因部分阵元失效而丢失的阵列自由度,应用于方位估计中,所能分辨的最大目标数与全阵元相同。     

基于集群的高频合成孔径声纳并行处理方法

大测绘带下的高频合成孔径声纳需要解决的主要问题是海量数据的实时处理。该问题对数据处理的计算平台、成像处理和架构提出了很高的要求。本文利用非均匀离散快速傅里叶变换改进了成像算法,使之能够适应采用了多子阵技术的合成孔径声纳;提出了高频合成孔径声纳信号并行处理方法,在集群上实施了该方法,并进行了湖试试验。实时成像结果表明,改进的并行处理方法可以满足分辨率为距离向4cm、方位向5 cm,测绘带宽为200m的高频合成孔径声纳实时成像要求,具有较高的稳定性。     

TigerSHARC201在声纳信号处理系统中的应用

本文介绍了ADI公司最新数字信号处理器TS201的主要特点和基于TS201的VMEBus通用数字信号处理板的设计。文中较详细地分析了声纳信号处理系统的算法特点,系统的运算量和数据传输率的要求。然后给出了基于Quad-TS201 VMEBus通用数字信号处理板的具体声纳系统设计方案。该方案充分利用TS201强大的运算能力及高速数据吞吐率,以实现声纳的时空处理任务。该系统已研制成功,并在实际海上试验中得到应用。     

一个在微机上应用的声呐线阵设计软件

数字式声呐的很多运算可以用计算机上的专用软件进行仿真,本文介绍一个用于IBM PC/XT,/AT及其兼容机的声呐设计用软件,对于连续线阵、离散等间隔线列阵,用户只需要输入有关参数。本软件就能在不到一分钟内计算出指向性函数,同时将用户所感兴趣的波束图在屏幕上画出来,在必要时还可以在普通打印机上得到硬拷贝。这个软件具有ZOOM功能。用户可以在横坐标上选取任意要放大观察的窗口以便了解指向性的细微结构。由于在设计中采用人机对话方法,用户在使用时可随时选择所需要的项目和改变数据,命令流向,本软件不仅可作为声呐设计人员的有力工具,也可以用于教学上的直观演示。     

激光声源特性研究及海洋应用

激光声作为水下声源的一种新的激发方法，具有高声强、窄脉冲、宽频谱等优点。基于激光声激发的线性及非线性理论，建立了激光声信号特性的初步模型，研究了激光在水中激发声波的特性，研究表明：在热膨胀激发状态，增大激光光强可以提高激光声的转换效率；光强大于击穿阈值后，激光声的激发机制为非线性的光击穿机制。激光声具有的高距离分辨能力和海洋抗干扰能力,对水下目标探测、空载平台等领域有着较广的应用前景。     

温跃层及其变化对被动声纳检测概率的影响

根据被动声纳工作原理,构建被动声纳探测水下目标物概率数学模型。利用声学调查实测数据,综合考虑传播损失、环境噪声、和水文环境分布及季节变化,研究温跃层垂直分布及季节变化对声纳检测概率的影响。结果表明:温跃层对被动声纳影响巨大,逆温跃层环境中,声纳检测概率从海表向下逐渐减小;正温跃层对声纳总的影响与逆温跃层相反,在正温跃层上界,检测概率从表层向下先减小后增大;逆温跃层对被动声纳检测概率的影响随目标物与声纳距离的增大而增大,正温跃层影响相反。     

第二讲合成孔径声纳成像及其研究进展

文章在介绍了图像声纳的特点、合成孔径声纳（synthetic aperture sonar,SAS）产生背景和发展过程的基础上,对合成孔径声纳的原理、技术难点、成像算法等问题进行了讨论.着重分析了合成孔径声纳成像过程中高分辨率的获取方法、水声信道对成像的影响、多子阵技术及其成像算法、稳定的声纳运动平台和运动监测问题、运动补偿与自聚焦方法等.文章还给出了国内外合成孔径声纳研究的最新进展情况,进而展望了合成孔径声纳的应用前景.     

863合成孔径声纳项目通过验收

由中国科学院声学研究所主持研制的国内第一套合成孔径声纳海试样机于2005年底在浙江舟山海域进行的海上试验中获得圆满成功，并于2006年初顺利通过863专家组验收。该样机不仅填补了国内空白，而且主要指标已经达到国际先进水平。     

声纳技术及其在军事上的应用

 水声学是指以水波为对象研究水下通信、数据传输、目标检测和定位、识别、导航等方面的一门独特的科学。到目前为止,声波还是惟一能在深海中作远距离传输的能量形式,故它在军事上有着重要的用途。于是探测水下目标的技术---声纳技术便应运而生。所谓声纳(Sonar,SoundNavigationAndRanging的缩语),其原意是“声音导航和测距”的意思,是利用声波在水下进行侦察的工具。本文将给大家介绍一下水声探测技术的基础知识、声纳的工作原理及其在军事上的应用。一、水声探测技术的基础知识大家知道声波是一种弹性波。