專利名稱：一種艦船尾流回波信號源系統及其實現方法
技術領域：
本發明主要涉及到艦船尾流檢測設備領域，特指一種主要應用于艦船模擬系統和艦船尾流檢測系統中的艦船尾流回波信號源系統，以及實現該系統的具體方法。
背景技術：
運動中的水面艦船會產生航跡，即尾流。艦船尾流中大量隨機分布的氣泡散射體對聲源發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，將重點放在了對艦船尾流回波信號強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射信號為長脈寬的情況，且不能體現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中逐漸得到應用，單純依靠能量的處理方法已經不能適應艦船模擬系統和艦船尾流檢測系統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的研究是有效的，但對于具有信號波形復雜處理功能的艦船尾流檢測系統是不夠的。

發明內容
本發明要解決的技術問題就在于針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種基于艦船尾流回波信號實際物理產生過程而設計、原理簡單、適用范圍廣、易實現和推廣的艦船尾流回波信號源系統及其實現方法。為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案一種艦船尾流回波信號源系統，它包括主控模塊，用來通過數據交互模塊傳輸命令和數據給艦船尾流回波信號產生模塊；數據交互模塊，用來實現主控模塊向艦船尾流回波信號產生模塊的命令和數據傳輸功能；艦船尾流回波信號產生模塊，用來對艦船尾流回波信號產生運算并輸出艦船尾流回波信號。作為本發明的進一步改進所述艦船尾流回波信號產生模塊包括由按順序依次串連的高斯白噪聲發生子模塊、聲源發射陣子模塊、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構成，各子模塊按順序依次串連構成六級信號處理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。所述數據交互模塊中的雙口 RAM分為六塊存儲區域，所述六塊存儲區域分別與艦船尾流回波信號產生模塊中的六個子模塊相對應，作為所述主控模塊的信號處理DSP向雙口 RAM寫入命令和數據的同時，作為六個子模塊的信號處理DSP從雙口 RAM中對應的存儲區域讀取所需命令和數據。本發明進一步提供一種基于上述艦船尾流回波信號源系統的尾流回波信號實現方法，其步驟為(I)讀取啟動命令及高斯白噪聲均值和均方差數據，產生高斯白噪聲X1 (t)后輸出；(2)接收X1 (t)，然后讀取聲源發射陣波束指向性函數并輸出信號X2 (t)，其中(A約為發射陣波束方向角，X2(t)表示為如下關系式
權利要求
1.一種艦船尾流回波信號源系統，其特征在于，包括主控模塊，用來通過數據交互模塊傳輸命令和數據給艦船尾流回波信號產生模塊； 數據交互模塊，用來實現主控模塊向艦船尾流回波信號產生模塊的命令和數據傳輸功艦船尾流回波信號產生模塊，用來對艦船尾流回波信號產生運算并輸出艦船尾流回波信號。
2.根據權利要求I所述的艦船尾流回波信號源系統，其特征在于，所述艦船尾流回波信號產生模塊包括由按順序依次串連的高斯白噪聲發生子模塊、聲源發射陣子模塊、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構成，各子模塊按順序依次串連構成六級信號處理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.根據權利要求I所述的艦船尾流回波信號源系統，其特征在于，所述數據交互模塊中的雙口 RAM分為六塊存儲區域，所述六塊存儲區域分別與艦船尾流回波信號產生模塊中的六個子模塊相對應，作為所述主控模塊的信號處理DSP向雙口 RAM寫入命令和數據的同時，作為六個子模塊的信號處理DSP從雙口 RAM中對應的存儲區域讀取所需命令和數據。
4.一種根據權利要求I 3中任意一項所述艦船尾流回波信號源系統的尾流回波信號實現方法，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據，產生高斯白噪聲X1(t)后輸出；(2)接收X1⑴，然后讀取聲源發射陣波束指向性函數并輸出信號x2(t)，其中 (6^)為發射陣波束方向角，x2 (t)表示為如下關系式
全文摘要
一種艦船尾流回波信號源系統及其實現方法，該系統包括主控模塊，用來通過數據交互模塊傳輸命令和數據給艦船尾流回波信號產生模塊；數據交互模塊，用來實現主控模塊向艦船尾流回波信號產生模塊的命令和數據傳輸功能；艦船尾流回波信號產生模塊，用來對艦船尾流回波信號產生運算并輸出艦船尾流回波信號。該艦船尾流回波信號的實現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據開始至輸出艦船尾流回波信號，逐級完成運算和處理。本發明是基于艦船尾流回波信號實際物理產生過程而設計的，其具有原理簡單、適用范圍廣、易實現和推廣等優點。
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 優先權日2012年1月12日
發明者劉純武, 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技術大學