專利名稱：一種艦船尾流回波信號源系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到艦船尾流檢測設(shè)備領(lǐng)域，特指一種主要應(yīng)用于艦船模擬系統(tǒng)和艦船尾流檢測系統(tǒng)中的艦船尾流回波信號源系統(tǒng)，以及實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的具體方法。
背景技術(shù)：
運(yùn)動中的水面艦船會產(chǎn)生航跡，即尾流。艦船尾流中大量隨機(jī)分布的氣泡散射體對聲源發(fā)出的入射聲脈沖起散射作用，這些散射回波作用在艦船尾流回波信號接收陣上， 形成了艦船尾流回波信號。目前，對艦船尾流回波信號源的研究還普遍采用比較簡單的模型，第一種公知的艦船尾流回波信號源只限于滿足聲吶方程的需要，將重點(diǎn)放在了對艦船尾流回波信號強(qiáng)度和艦船尾流的回聲級的研究上，這種研究方法僅適用于聲源發(fā)射信號為長脈寬的情況，且不能體現(xiàn)艦船尾流回波信號的時域特性，隨著具有信號波形處理能力的信號處理方法在艦船尾流檢測系統(tǒng)中逐漸得到應(yīng)用，單純依靠能量的處理方法已經(jīng)不能適應(yīng)艦船模擬系統(tǒng)和艦船尾流檢測系統(tǒng)對艦船尾流信號源的性能要求。第二種公知的方法是將艦船尾流回波信號簡化成不同深度上尾流各平面層對聲源入射脈沖的反射，簡化后的艦船尾流回波信號是在時域上產(chǎn)生的一定展寬的脈沖，這種簡化模型對一些簡單的艦船尾流檢測系統(tǒng)的研究是有效的，但對于具有信號波形復(fù)雜處理功能的艦船尾流檢測系統(tǒng)是不夠的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于艦船尾流回波信號實(shí)際物理產(chǎn)生過程而設(shè)計(jì)、原理簡單、適用范圍廣、易實(shí)現(xiàn)和推廣的艦船尾流回波信號源系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種艦船尾流回波信號源系統(tǒng)，它包括主控模塊，用來通過數(shù)據(jù)交互模塊傳輸命令和數(shù)據(jù)給艦船尾流回波信號產(chǎn)生模塊；數(shù)據(jù)交互模塊，用來實(shí)現(xiàn)主控模塊向艦船尾流回波信號產(chǎn)生模塊的命令和數(shù)據(jù)傳輸功能；艦船尾流回波信號產(chǎn)生模塊，用來對艦船尾流回波信號產(chǎn)生運(yùn)算并輸出艦船尾流回波信號。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)所述艦船尾流回波信號產(chǎn)生模塊包括由按順序依次串連的高斯白噪聲發(fā)生子模塊、聲源發(fā)射陣子模塊、入射聲波傳播子模塊、聲波散射子模塊、散射聲波傳播子模塊和回波接收陣子模塊，每個子模塊由一片信號處理DSP構(gòu)成，各子模塊按順序依次串連構(gòu)成六級信號處理DSP流水線陣列；除第一級信號處理DSP外，其余每級信號處理DSP的輸入信號為上一級信號處理DSP的輸出信號，所述回波接收陣子模塊的輸出信號為艦船尾流回波信號。所述數(shù)據(jù)交互模塊中的雙口 RAM分為六塊存儲區(qū)域，所述六塊存儲區(qū)域分別與艦船尾流回波信號產(chǎn)生模塊中的六個子模塊相對應(yīng)，作為所述主控模塊的信號處理DSP向雙口 RAM寫入命令和數(shù)據(jù)的同時，作為六個子模塊的信號處理DSP從雙口 RAM中對應(yīng)的存儲區(qū)域讀取所需命令和數(shù)據(jù)。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種基于上述艦船尾流回波信號源系統(tǒng)的尾流回波信號實(shí)現(xiàn)方法，其步驟為(I)讀取啟動命令及高斯白噪聲均值和均方差數(shù)據(jù)，產(chǎn)生高斯白噪聲X1 (t)后輸出；(2)接收X1 (t)，然后讀取聲源發(fā)射陣波束指向性函數(shù)并輸出信號X2 (t)，其中(A約為發(fā)射陣波束方向角，X2(t)表示為如下關(guān)系式
權(quán)利要求
1.一種艦船尾流回波信號源系統(tǒng)，其特征在于，包括主控模塊，用來通過數(shù)據(jù)交互模塊傳輸命令和數(shù)據(jù)給艦船尾流回波信號產(chǎn)生模塊； 數(shù)據(jù)交互模塊，用來實(shí)現(xiàn)主控模塊向艦船尾流回波信號產(chǎn)生模塊的命令和數(shù)據(jù)傳輸功艦船尾流回波信號產(chǎn)生模塊，用來對艦船尾流回波信號產(chǎn)生運(yùn)算并輸出艦船尾流回波信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的艦船尾流回波信號源系統(tǒng)，其特征在于，所述艦船尾流回波信號產(chǎn)生模塊包括由按順序依次串連的高斯白噪聲發(fā)生子模塊、聲源發(fā)射陣子模塊、入射聲波傳播子模塊、聲波散射子模塊、散射聲波傳播子模塊和回波接收陣子模塊，每個子模塊由一片信號處理DSP構(gòu)成，各子模塊按順序依次串連構(gòu)成六級信號處理DSP流水線陣列；除第一級信號處理DSP外,其余每級信號處理DSP的輸入信號為上一級信號處理DSP的輸出信號，所述回波接收陣子模塊的輸出信號為艦船尾流回波信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的艦船尾流回波信號源系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)交互模塊中的雙口 RAM分為六塊存儲區(qū)域，所述六塊存儲區(qū)域分別與艦船尾流回波信號產(chǎn)生模塊中的六個子模塊相對應(yīng)，作為所述主控模塊的信號處理DSP向雙口 RAM寫入命令和數(shù)據(jù)的同時，作為六個子模塊的信號處理DSP從雙口 RAM中對應(yīng)的存儲區(qū)域讀取所需命令和數(shù)據(jù)。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求I 3中任意一項(xiàng)所述艦船尾流回波信號源系統(tǒng)的尾流回波信號實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于步驟為(1)讀取啟動命令及高斯白噪聲均值和均方差數(shù)據(jù)，產(chǎn)生高斯白噪聲X1(t)后輸出；(2)接收X1⑴，然后讀取聲源發(fā)射陣波束指向性函數(shù)并輸出信號x2(t)，其中 (6^)為發(fā)射陣波束方向角，x2 (t)表示為如下關(guān)系式
全文摘要
一種艦船尾流回波信號源系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，該系統(tǒng)包括主控模塊，用來通過數(shù)據(jù)交互模塊傳輸命令和數(shù)據(jù)給艦船尾流回波信號產(chǎn)生模塊；數(shù)據(jù)交互模塊，用來實(shí)現(xiàn)主控模塊向艦船尾流回波信號產(chǎn)生模塊的命令和數(shù)據(jù)傳輸功能；艦船尾流回波信號產(chǎn)生模塊，用來對艦船尾流回波信號產(chǎn)生運(yùn)算并輸出艦船尾流回波信號。該艦船尾流回波信號的實(shí)現(xiàn)方法包括六級流水線處理陣列，從讀取啟動命令及高斯白噪聲均值和均方差數(shù)據(jù)開始至輸出艦船尾流回波信號，逐級完成運(yùn)算和處理。本發(fā)明是基于艦船尾流回波信號實(shí)際物理產(chǎn)生過程而設(shè)計(jì)的，其具有原理簡單、適用范圍廣、易實(shí)現(xiàn)和推廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01S7/539GK102590818SQ20121000804
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者劉純武, 唐貴林, 張羿猛, 李婷, 蘇紹璟, 趙德鑫, 黃芝平 申請人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)