一種水陸兩用的漁探聲納目標(biāo)回波仿真系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水聲目標(biāo)回波信號仿真技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水陸兩用的漁探聲納 目標(biāo)回波仿真系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 漁探聲納作為主動聲納的一個類別，它是漁船捕撈作業(yè)的重要設(shè)備，它在投入使 用之前的研制和驗(yàn)收階段，都必須在水池、湖泊或者海洋上完成一系列的功能調(diào)試和參數(shù) 測定工作；而在它投入使用后，也需要定期對其進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，所有這些工作都需要水下 目標(biāo)作為聲信號反射體，如采用多種類的真實(shí)魚群作為反射體則勢必造成大量的人力、物 力、財力和時間上的浪費(fèi)。而漁探聲納目標(biāo)回波仿真系統(tǒng)是聲納技術(shù)發(fā)展的一個產(chǎn)物，它 的主要作用是通過實(shí)時模擬真實(shí)魚群的聲反射信號來進(jìn)行漁探聲納系統(tǒng)的研制調(diào)試和訓(xùn) 練維修，這樣可以減少許多外場試驗(yàn)，不但節(jié)約了產(chǎn)品的研制成本，還縮短了產(chǎn)品的研制周 期，同時能經(jīng)濟(jì)、省時、靈活、精確地完成對漁探聲納系統(tǒng)檢修和培訓(xùn)工作，因此具有相當(dāng)?shù)?實(shí)用價值和重要意義，并在業(yè)界頗受關(guān)注。
[0003] 但是，經(jīng)對現(xiàn)有文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，比如：
[0004] 1.發(fā)明專利：一種漁探儀回波信號發(fā)生方法及裝置（中國專利，【申請?zhí)枴?200910048430.X，公布號：CN101527097,公布日：2009. 09. 09)
[0005] 2.發(fā)明專利：一種主動聲納目標(biāo)模擬器信號處理方法（中國專利，【申請?zhí)枴?200910100601. 9,授權(quán)公告號：CN101634708B，授權(quán)公告日：2012. 07. 04)
[0006] 3.趙紅軍，楊日杰：基于CVI+FPGA的聲納目標(biāo)回波模擬器研制.《計算機(jī)工程》 2007 年第 13 卷第 14 期，227-229, 232
[0007] 上述三個文獻(xiàn)中的仿真系統(tǒng)均無法同時水陸兩用，即無法同時滿足目標(biāo)回波的電 信號和聲信號仿真：文獻(xiàn)1主要適用于岸上實(shí)驗(yàn)室內(nèi)漁探聲納目標(biāo)回波的電信號仿真系 統(tǒng)，無法直接用于水下試驗(yàn)中目標(biāo)回波的聲信號模擬，而且其對于魚群回波的模型仿真沒 有提及；文獻(xiàn)2和文獻(xiàn)3主要適用于水下試驗(yàn)中目標(biāo)回波的聲信號仿真系統(tǒng)，無法直接用于 岸上實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的目標(biāo)回波電信號模擬，而且文獻(xiàn)2和文獻(xiàn)3側(cè)重于潛艇的目標(biāo)回波仿真，卻 對于魚群目標(biāo)回波的模擬實(shí)現(xiàn)未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供一種水陸兩用的漁探聲納目標(biāo)回波仿真系統(tǒng)，可同時滿足魚群目標(biāo)回 波的電信號和聲信號仿真，實(shí)現(xiàn)水陸兩用的魚群目標(biāo)的回波反射模擬，從而取代真實(shí)的魚 群來評估漁探聲納的性能，不但節(jié)約了漁探聲納的研制成本，還縮短了漁探聲納的研制周 期，同時能經(jīng)濟(jì)、省時、靈活、精確地完成對漁探聲納系統(tǒng)檢修和培訓(xùn)工作，因此具有相當(dāng)?shù)?實(shí)用價值和重要意義。
[0009] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種水陸兩用的漁探聲納目標(biāo)回波仿真系統(tǒng)，包 含：控制仿真處理模塊，以及分別與控制仿真處理模塊電性連接的第一信號處理模塊和第 二信號處理模塊；
[0010] 第一信號處理模塊直接與漁探聲納收發(fā)合一換能器的電信號接口相連，將漁探聲 納收發(fā)合一換能器的電信號接口輸出的單頻載波電脈沖信號輸入至控制仿真處理模塊進(jìn) 行處理，控制仿真處理模塊生成魚群目標(biāo)的電回波信號后反饋輸出至第一信號處理模塊， 從而實(shí)現(xiàn)岸上實(shí)驗(yàn)室內(nèi)漁探聲納目標(biāo)回波的電信號仿真；
[0011] 第二信號處理模塊接觸水媒質(zhì)，將通過水媒質(zhì)接收的漁探聲納發(fā)出的聲信號轉(zhuǎn)換 為電信號并輸入至控制仿真處理模塊進(jìn)行處理，控制仿真處理模塊生成魚群目標(biāo)的電回波 信號后反饋輸出至第二信號處理模塊，通過水媒質(zhì)實(shí)現(xiàn)魚群目標(biāo)回波的聲信號仿真；
[0012] 控制仿真處理模塊在第一信號處理模塊和第二信號處理模塊之間切換，從而實(shí)現(xiàn) 漁探聲納目標(biāo)回波仿真系統(tǒng)的水陸兩用；
[0013] 所述的控制仿真處理模塊包含：
[0014] 電子選擇開關(guān)，其電性連接第一信號處理模塊和第二信號處理模塊，該電子選擇 開關(guān)完成在第一信號處理模塊和第二信號處理模塊之間的輸入信號切換和輸出信號切 換；
[0015] 微控制器，其輸出端電性連接電子選擇開關(guān)的輸入端，該微控制器發(fā)送選擇信號 給電子選擇開關(guān)，控制電子選擇開關(guān)進(jìn)行信號切換，并將N個不同方位的幅度因子Am，時延 因子\和相位因子I發(fā)送給魚群目標(biāo)回波模型，將頻移參數(shù)發(fā)送給多普勒頻移單元；
[0016] 包絡(luò)檢波單元，其輸入端電性連接電子選擇開關(guān)的輸出端，該包絡(luò)檢波單元對輸 入信號檢波后將得到的入射波包絡(luò)信號P(l(t)輸出至魚群目標(biāo)回波模型；
[0017] 魚群目標(biāo)回波模型，其輸入端電性連接包絡(luò)檢波單元的輸出端和微控制器的輸出 端，該魚群目標(biāo)回波模型接收微控制器傳送的N個不同方位的幅度因子Am，N個不同方位的 時延因子\和N個不同方位的相位因子A后產(chǎn)生魚群回波的包絡(luò)信號|pb(t)| ;
[0018] 載波頻率提取單元，其輸入端電性連接電子選擇開關(guān)的輸出端，該載波頻率提取 單元對輸入信號的載波頻率進(jìn)行測量并將其提取后輸出至多普勒頻移單元；
[0019]多普勒頻移單元，其輸入端電性連接載波頻率提取單元的輸出端和微控制器的輸 出端，該多普勒頻移單元根據(jù)微控制器傳輸?shù)念l移參數(shù)產(chǎn)生回波的載波頻率信號；
[0020] 幅度調(diào)制單元，其輸入端電性連接魚群目標(biāo)回波模型的輸出端和多普勒頻移單元 的輸出端，其輸出端電性連接電子選擇開關(guān)的輸入端，魚群目標(biāo)回波模型產(chǎn)生的魚群回波 的包絡(luò)信號lpb(t)I在該幅度調(diào)制單元中對多普勒頻移單元產(chǎn)生的回波的載波頻率信號進(jìn) 行調(diào)制后形成魚群目標(biāo)的電回波信號。
[0021] 所述的第一信號處理模塊包含：
[0022] 第一收發(fā)轉(zhuǎn)換單元，其電性連接漁探聲納收發(fā)合一換能器的電信號接口，該第一 收發(fā)轉(zhuǎn)換單元將漁探聲納收發(fā)合一換能器的電信號接口輸出的單頻載波電脈沖信號傳輸 至輸入衰減單元，并將輸出衰減單元輸出的電回波信號傳輸?shù)綕O探聲納收發(fā)合一換能器的 電信號接口；
[0023] 輸入衰減單元，其輸入端電性連接第一收發(fā)轉(zhuǎn)換單元，其輸出端電性連接控制仿 真處理模塊中電子選擇開關(guān)的輸入端，該輸入衰減單元將衰減后的單頻載波電脈沖信號經(jīng) 電子選擇開關(guān)輸出至包絡(luò)檢波單元和載波頻率提取單元；
[0024] 輸出衰減單元，其輸入端電性連接控制仿真處理模塊中電子選擇開關(guān)的輸出端， 其輸出端電性連接第一收發(fā)轉(zhuǎn)換單元，該輸出衰減單元將魚群目標(biāo)的電回波信號適當(dāng)衰減 后輸出至第一收發(fā)轉(zhuǎn)換單元。
[0025] 所述的第二信號處理模塊包含：
[0026] 換能器，其接觸水媒質(zhì)，該換能器通過水媒質(zhì)接收漁探聲納發(fā)出的聲信號并將其 轉(zhuǎn)換為微弱的電信號，并將第二收發(fā)轉(zhuǎn)換單元輸出的魚群目標(biāo)的回波信號轉(zhuǎn)換為水聲信號 通過水媒質(zhì)反饋給漁探聲納；
[0027] 第二收發(fā)轉(zhuǎn)換單元，其電性連接換能器，該第二收發(fā)轉(zhuǎn)換單元將換能器輸出的電 信號傳輸至前置放大單元，并將功率驅(qū)動單元輸出的魚群目標(biāo)的回波信號傳輸至換能器；
[0028] 前置放大單元，其輸入端電性連接第二收發(fā)轉(zhuǎn)換單元，其輸出端電性連接控制仿 真處理模塊中電子選擇開關(guān)的輸入端，該前置放大單元對電信號放大后經(jīng)電子選擇開關(guān)輸 出至包絡(luò)檢波單元和載波頻率提取單元；
[0029] 功率驅(qū)動單元，其輸入端電性連接控制仿真處理模塊中電子選擇開關(guān)的輸出端， 其輸出端電性連接第二收發(fā)轉(zhuǎn)換單元，該功率驅(qū)動單元將魚群目標(biāo)的回波信號放大后傳輸 至第二收發(fā)轉(zhuǎn)換單元。
[0030] 如權(quán)利要求1所述的水陸兩用的漁探聲納目標(biāo)回波仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述 的魚群目標(biāo)回波模型生成魚群目標(biāo)回波的包絡(luò)信號lpb(t)l:
[0031]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水陸兩用的漁探聲納目標(biāo)回波仿真系統(tǒng)，其特征在于，包含：控制仿真處理模 塊（303)，以及分別與控制仿真處理模塊（303)電性連接的第一信號處理模塊（101)和第二 信號處理模塊（202); 第一信號處理模塊（101)直接與漁探聲納收發(fā)合一換能器的電信號接口相連，將漁探 聲納收發(fā)合一換能器的電信號接口輸出的單頻載波電脈沖信號輸入至控制仿真處理模塊 (303)進(jìn)行處理，控制仿真處理模塊（303)生成魚群目標(biāo)的電回波信號后反饋輸出至第一 信號處理模塊（101)，從而實(shí)現(xiàn)岸上實(shí)驗(yàn)室內(nèi)漁探聲納目標(biāo)回波的電信號仿真； 第二信號處理模塊（202)接觸水媒質(zhì)，將通過水媒質(zhì)接收的漁探聲納發(fā)出的聲信號轉(zhuǎn) 換為電信號輸入至控制仿真處理模塊（303)進(jìn)行處理，控制仿真處理模塊（303)生成魚群 目標(biāo)的電回