避免艦艇低頻輻射噪聲測量中被測噪聲被干擾的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及艦艇測距中降低噪聲信號的干擾，具體地說是一種避免艦艇低頻輻射噪聲測量中被測噪聲被干擾的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]艦艇噪聲測量對于目標(biāo)特征縮減十分重要。但低頻輻射噪聲測量非常困難。常用的技術(shù)包括大型的線陣、聲全息技術(shù)等，但設(shè)備復(fù)雜、安裝困難，測量基本處于近場，測量誤差大。澳大利亞Nautronix公司推出的基于合成孔徑的艦艇低頻輻射噪聲測量系統(tǒng)(SYNAPS)能夠使用較小的聲基陣獲得較大的空間增益，具有設(shè)備簡單、可以進(jìn)行遠(yuǎn)場測量的優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)使用應(yīng)答測距的方式，連續(xù)測量被測目標(biāo)的位置，同時使用了擴(kuò)展頻譜技術(shù)，減少測距脈沖信號對艦艇低頻輻射噪聲信號的干擾。但其測距方式存在如下缺點(diǎn):
[0003](I)應(yīng)答式測距，噪聲測量設(shè)備需要不斷發(fā)射信號，聲源級遠(yuǎn)高于測量的噪聲，造成噪聲測量系統(tǒng)信號飽和。盡管采用擴(kuò)展頻譜技術(shù)可以降低干擾，但干擾仍無法完全消除。
[0004](2) —問一答的應(yīng)答測距方法，耗時較長，測距數(shù)據(jù)率低。
[0005](3)使用擴(kuò)展頻譜技術(shù)，信號處理設(shè)備復(fù)雜、功耗大、成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提出一種避免艦艇低頻輻射噪聲測量中被測噪聲被干擾的系統(tǒng)及方法，本發(fā)明能夠使得基于合成孔徑的艦艇低頻輻射噪聲測量系統(tǒng)不會對被測噪聲信號干擾、提高距離數(shù)據(jù)率、降低設(shè)備復(fù)雜程度、降低設(shè)備成本和功耗的方法。
[0007]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是一種避免艦艇低頻輻射噪聲測量中被測噪聲被干擾的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括被測目標(biāo)、噪聲測量設(shè)備和水上信號處理機(jī)，所述被測目標(biāo)包括換能器和第一同步時鐘源;所述噪聲測量設(shè)備包括測距換能器、噪聲測量換能器和第二同步時鐘源，所述第二同步時鐘源與第一同步時鐘源的頻率相同；所述噪聲測量設(shè)備通過電纜與水上信號處理機(jī)連接。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述第一同步時鐘源和第二同步時鐘源為溫補(bǔ)晶振、原子鐘或GPS授時系統(tǒng)。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述噪聲測量設(shè)備中的測距換能器和噪聲測量換能器共用同一個水聽器。
[0010]此外，本發(fā)明還提供一種避免艦艇低頻輻射噪聲測量中被測噪聲被干擾的方法，該方法包括:
[0011 ] (I)進(jìn)行測距時，完成被測目標(biāo)和噪聲測量設(shè)備的時鐘同步；
[0012](2)在被測目標(biāo)與噪聲測量設(shè)備約定的保證測距不模糊的發(fā)射測距脈沖時刻，被測目標(biāo)發(fā)射測距脈沖信號；
[0013](3)噪聲測量設(shè)備計(jì)算收到的所述測距脈沖時刻與被測目標(biāo)發(fā)射測距脈沖信號時刻的時間差，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的聲速，計(jì)算出被測目標(biāo)與噪聲測量設(shè)備之間的距離。
[0014]在上述技術(shù)方案中，所述測距脈沖信號為寬帶脈沖信號。
[0015]在上述技術(shù)方案中，所述寬帶脈沖信號為窄連續(xù)波脈沖、線性調(diào)頻脈沖信號、雙曲調(diào)頻脈沖信號或相位編碼脈沖信號。
[0016]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0017](I)噪聲測量設(shè)備不需要發(fā)射測距脈沖信號，從而不會對被測噪聲信號干擾。
[0018](2)能夠提高噪聲測量設(shè)備對被測目標(biāo)的距離數(shù)據(jù)率。
[0019](3)噪聲測量設(shè)備更加簡單、功耗更低、成本更低。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明用于艦艇低頻輻射噪聲測量的同步時鐘測距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]如圖1所示，本實(shí)施例避免艦艇低頻輻射噪聲測量中噪聲干擾的系統(tǒng)包括被測目標(biāo)1、噪聲測量設(shè)備2和水上信號處理機(jī)3。被測目標(biāo)I包括換能器1.2和第一同步時鐘源1.1。噪聲測量設(shè)備2包括測距換能器2.2、噪聲測量換能器2.1和第二同步時鐘源2.4，第二同步時鐘源2.4設(shè)在電子倉2.3內(nèi)，電子倉2.3連接有重物2.5。第二同步時鐘源2.4與第一同步時鐘源1.1的頻率相同，為溫補(bǔ)晶振、原子鐘或GPS授時系統(tǒng)。噪聲測量設(shè)備2通過電纜4與水上信號處理機(jī)3連接。測距換能器2.2和噪聲測量換能器2.1共用同一個水聽器。
[0023]使用本系統(tǒng)進(jìn)行測距的過程如下:
[0024]首先，在系統(tǒng)上電后，被測目標(biāo)I和噪聲測量設(shè)備2通過同步電纜，完成兩者的時鐘對準(zhǔn)。
[0025]然后，在被測目標(biāo)I與噪聲測量設(shè)備2約定的保證測距不模糊的發(fā)射測距脈沖時亥IJ，被測目標(biāo)I發(fā)射測距脈沖信號。測距脈沖信號為寬帶脈沖信號，寬帶脈沖信號具體為:窄連續(xù)波脈沖、線性調(diào)頻脈沖信號、雙曲調(diào)頻脈沖信號或相位編碼脈沖信號。
[0026]接下來，噪聲測量設(shè)備2計(jì)算收到的測距脈沖信號時刻與被測目標(biāo)發(fā)射測距脈沖信號時刻的時間差，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的聲速，即可得到兩者之間的距離；同時，低頻噪聲信號的采集時鐘是噪聲測量設(shè)備溫補(bǔ)晶振的分頻時鐘。
[0027]最后，通過電纜4將艦艇的低頻輻射噪聲數(shù)據(jù)和被測目標(biāo)的距離數(shù)據(jù)傳輸至水上信號處理機(jī)3，并由水上信號處理機(jī)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行信號處理。
[0028]與現(xiàn)有應(yīng)答式測距方法不同，本發(fā)明中噪聲測量設(shè)備不需要發(fā)射測距脈沖信號，從而不會對被測噪聲信號干擾。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種避免艦艇低頻輻射噪聲測量中被測噪聲被干擾的系統(tǒng)，其特征在于:包括被測目標(biāo)、噪聲測量設(shè)備和水上信號處理機(jī)，所述被測目標(biāo)包括換能器和第一同步時鐘源;所述噪聲測量設(shè)備包括測距換能器、噪聲測量換能器和第二同步時鐘源，所述第二同步時鐘源與第一同步時鐘源的頻率相同；所述噪聲測量設(shè)備通過電纜與水上信號處理機(jī)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述避免艦艇低頻輻射噪聲測量中被測噪聲被干擾的系統(tǒng)，其特征在于:所述第一同步時鐘源和第二同步時鐘源為溫補(bǔ)晶振、原子鐘或GPS授時系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述避免艦艇低頻輻射噪聲測量中被測噪聲被干擾的系統(tǒng)，其特征在于:所述噪聲測量設(shè)備中的測距換能器和噪聲測量換能器共用同一個水聽器。4.一種通過權(quán)利要求1所述系統(tǒng)避免艦艇低頻輻射噪聲測量中被測噪聲被干擾的方法，其特征在于，包括: (1)進(jìn)行測距時，完成被測目標(biāo)和噪聲測量設(shè)備的時鐘同步； (2)在被測目標(biāo)與噪聲測量設(shè)備約定的保證測距不模糊的發(fā)射測距脈沖時刻，被測目標(biāo)發(fā)射測距脈沖信號； (3)噪聲測量設(shè)備計(jì)算收到的所述測距脈沖時刻與被測目標(biāo)發(fā)射測距脈沖信號時刻的時間差，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的聲速，計(jì)算出被測目標(biāo)與噪聲測量設(shè)備之間的距離。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述測距脈沖信號為寬帶脈沖信號。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:所述寬帶脈沖信號為窄連續(xù)波脈沖、線性調(diào)頻脈沖信號、雙曲調(diào)頻脈沖信號或相位編碼脈沖信號。
【專利摘要】本發(fā)明涉及避免艦艇低頻輻射噪聲測量中被測噪聲被干擾的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括被測目標(biāo)、噪聲測量設(shè)備和水上信號處理機(jī)，所述被測目標(biāo)包括換能器和第一同步時鐘源；所述噪聲測量設(shè)備包括測距換能器、噪聲測量換能器和第二同步時鐘源，所述第二同步時鐘源與第一同步時鐘源的頻率相同；所述噪聲測量設(shè)備通過電纜與水上信號處理機(jī)連接。本發(fā)明噪聲測量設(shè)備不需要發(fā)射測距脈沖信號，從而不會對被測噪聲信號干擾，因而能夠提高噪聲測量設(shè)備對被測目標(biāo)的距離數(shù)據(jù)率。本發(fā)明噪聲測量設(shè)備更加簡單、功耗更低、成本更低。
【IPC分類】G01S7/537
【公開號】CN105548993
【申請?zhí)枴緾N201510960881
【發(fā)明人】吳浩然, 唐勁松, 張森, 田振, 鐘何平, 徐魁, 丘昌鎮(zhèn)
【申請人】中國人民解放軍海軍工程大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月18日