基于抹香鯨滴答聲的水下運動目標隱蔽測速信號裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于水下聲探測領(lǐng)域，特別是基于抹香鯨滴答聲的水下運動目標隱蔽 測速信號裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)水下運動目標（如水雷、潛艇、水下滑翔器）測速信號波形，如單頻矩形脈沖 (Continuous Wave, CW)、線性調(diào)頻（Linear Frequency Modulation, LFM)脈沖等信號，具 有相對簡單、較為明顯的時域、頻域和時頻域特點，例如，它們的時域包絡(luò)為矩形或矩形串、 LFM信號波形在頻域上類似為矩形、CW脈沖的調(diào)制信號為單頻信號，LFM脈沖的調(diào)制信號頻 率線性變化等等，因此，它們很容易被敵方的偵察系統(tǒng)截獲、識別和定位，從而對測速裝置 的生存能力構(gòu)成嚴重威脅。
[0003] 海洋中的抹香嫁是群居動物（見 Hal Whitehead and Linda Weilgart, Patterns of visually observable behaviour and vocalizations in groups of female sperm wh ales [J]，Behaviour, 118(3/4) :275-296, 1991)，它們在水下活動過程中會不間斷地向水中 發(fā)出不同的脈沖信號；這些脈沖信號的時域包絡(luò)隨機變化，沒有固定規(guī)律，包絡(luò)內(nèi)調(diào)制信號 為復(fù)雜的寬帶信號，信號非平穩(wěn)，時頻特性復(fù)雜；因此，與常規(guī)測速脈沖信號之間存在明顯 區(qū)別，不易被敵方識別為主動測速脈沖信號。
[0004] 針對傳統(tǒng)測速信號波形易于被識別的問題，并組合抹香鯨滴答聲脈沖的特點，本 實用新型采用抹香鯨所發(fā)出的原始滴答聲作為測量水下運動速度的發(fā)射信號，使其被敵方 偵查系統(tǒng)誤認為成真實的抹香鯨發(fā)出的滴答聲脈沖信號，達到偽裝自己，提高測速裝置隱 蔽性的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為克服技術(shù)的不足，本實用新型旨在提高主動測速裝置偽裝隱蔽的能力的前提 下，實現(xiàn)水下運動目標速度的測量。為此，本實用新型采取的技術(shù)方案是，基于抹香鯨滴答 聲的水下運動目標隱蔽測速信號裝置，信號產(chǎn)生模塊，功放模塊，換能器，水聽器，信號調(diào)理 模塊組成；信號產(chǎn)生模塊將信號輸出至功放模塊；功放模塊對信號進行功率放大后，輸出 至換能器；換能器將滴答聲脈沖信號發(fā)向水下；
[0006] 滴答聲脈沖信號經(jīng)水下目標反射后，傳輸至水聽器；水聽器將聲信號轉(zhuǎn)換成電信 號或光信號后，輸出至信號調(diào)理模塊；信號調(diào)理模塊實現(xiàn)對信號的濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換后 輸出。
[0007] 信號產(chǎn)生模塊由序列組合器和序列緩存器組成；序列組合器的輸出結(jié)果存儲在序 列緩存器中，然后輸出至功放模塊。
[0008] 與已有技術(shù)相比，本實用新型的技術(shù)特點與效果：
[0009] (1)本實用新型中，采用抹香鯨滴答聲脈沖信號作為實現(xiàn)水下運動目標測速的發(fā) 射信號，使敵人誤以為接收到的信號來自抹香鯨而非主動測速裝置，起到偽裝主動測速裝 置的作用，提高主動測速裝置偽裝隱蔽的能力，降低其被截獲的概率；
[0010] (2)本實用新型中，首先優(yōu)選出距離分辨力高且速度容忍性好的抹香鯨滴答聲單 脈沖，然后，對塊多普勒測速方法進行改進，并將抹香鯨滴答聲脈沖引入到改進的塊多普勒 測速方法中，實現(xiàn)水下運動目標速度的測量；
[0011] (3)本實用新型中，使用許多個不同的滴答聲脈沖而不是一個或幾個滴答聲脈沖， 來實現(xiàn)水下運動目標速度的測量，以進一步提高滴答聲發(fā)射信號脈沖串的偽裝能力，提高 測速裝置的隱蔽性。
【附圖說明】
[0012] 圖1示出本實用新型中所述的抹香鯨滴答聲脈沖示意圖。
[0013] 圖2示出本實用新型中所述的水下運動目標隱蔽測速裝置框圖。
[0014] 圖3示出本實用新型中所述的用于實現(xiàn)水下運動目標測速為的發(fā)射信號脈沖串 示意圖。
[0015] 圖2中：1為測速需求分析模塊；2為信號產(chǎn)生模塊；3為功放模塊；4為換能器；5 為水下運動目標；6為水聽器；7為信號調(diào)理模塊。
【具體實施方式】
[0016] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種基于抹香鯨滴答聲的水下運動目標 隱蔽測速方法及裝置，它不僅能克服常規(guī)測速信號易于被探測、識別與定位的缺點，還能實 現(xiàn)水下運動目標速度的隱蔽測量。
[0017] 本實用新型具有如下優(yōu)點：（1)利用抹香鯨滴答聲脈沖（如圖1所示）對水下運 動目標測速裝置進行偽裝，提高其隱蔽性；（2)將抹香鯨滴答聲脈沖與塊多普勒測速方法 進行巧妙結(jié)合，實現(xiàn)水下運動目標的隱蔽有效測量；（3)使用許多個不同的滴答聲脈沖而 不是一個或幾個滴答聲脈沖，來實現(xiàn)水下運動目標速度的測量，以進一步提高滴答聲發(fā)射 信號脈沖串的偽裝能力，提高測速裝置的隱蔽性。
[0018] 本實用新型采取的技術(shù)方案是，利用基于抹香鯨滴答聲的水下運動目標隱蔽測速 方法及裝置，包括：
[0019] 第一步：水下運動目標隱蔽測速裝置總體方案。
[0020] 水下運動目標隱蔽測速裝置如圖2所示，它主要由測速需求分析模塊1，信號產(chǎn)生 模塊2,功放模塊3,換能器4,水聽器6,信號調(diào)理模塊7,數(shù)據(jù)處理與顯示模塊組成；5代表 水下運動目標；
[0021] 進一步地，測速需求分析模塊1接受水下目標測速的實際應(yīng)用需求，并根據(jù)應(yīng)用 需求，選擇和構(gòu)造用于水下目標測速的合適的抹香鯨滴答聲脈沖組合；
[0022] 進一步地，信號產(chǎn)生模塊2根據(jù)測速需求分析模塊1的輸出參數(shù)，從其存儲器中選 擇抹香鯨滴答聲脈沖信號，并按塊多普勒測原理對脈沖信號進行組合和脈沖間時間間隔設(shè) 置，然后，將信號輸出至功放模塊3 ;功放模塊3對信號進行功率放大后，輸出至換能器4 ; 換能器4將滴答聲脈沖信號發(fā)向水下；
[0023] 進一進地，滴答聲脈沖信號經(jīng)水下目標5反射后，傳輸至水聽器6 ;水聽器6將聲 信號轉(zhuǎn)換成電信號或光信號后，輸出至信號調(diào)理模塊7 ;信號調(diào)理模塊7實現(xiàn)對信號的濾 波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等功能；信號調(diào)理模塊7將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理與顯示模塊；
[0024] 進一步地，數(shù)據(jù)處理與顯示模塊首先對接收到的數(shù)據(jù)進行測速計算，然后，通過顯 示模塊對水下目標參數(shù)進行顯示；
[0025] 第二步：符合測速要求的抹香鯨滴答聲脈沖篩選方法。
[0026] 從抹香鯨群滴答聲數(shù)據(jù)庫中，以模糊函數(shù)為準則，通過計算機遍歷的方法，篩選出 距離分辨力高且速度容忍性好的滴答聲單脈沖，組成集合C ;注意應(yīng)保證集合C的單脈沖都 具有良好的自相關(guān)性，且集合C中任意兩個單脈沖之間的互相關(guān)結(jié)果都小于閾值W ;
[0027] 第三步：利用抹香鯨滴答聲脈沖且基于塊多普勒測速原理的水下目標測速方法。
[0028] 信號產(chǎn)生模塊2產(chǎn)生的脈沖信號串具有如圖3所示的特點：⑴從集合C中選擇η 個滴答聲脈沖，注意，η應(yīng)盡可能的大，這樣能進一步提高發(fā)射滴答聲脈沖串的偽裝隱蔽性； (2) 每兩個相同的相鄰脈沖之間組成一個速度測量塊；（3)任何相鄰單脈沖之間的時間間 隔b，