本实用新型专利技术属于水下声探测领域。为在提高主动测速装置伪装隐蔽的能力的前提下，实现水下运动目标速度的测量。为此，本实用新型专利技术采取的技术方案是，基于抹香鲸滴答声的水下运动目标隐蔽测速信号装置，信号产生模块，功放模块，换能器，水听器，信号调理模块组成；信号产生模块将信号输出至功放模块；功放模块对信号进行功率放大后，输出至换能器；换能器将滴答声脉冲信号发向水下；滴答声脉冲信号经水下目标反射后，传输至水听器；水听器将声信号转换成电信号或光信号后，输出至信号调理模块。本实用新型专利技术主要应用于水下声探测。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于水下声探测领域，特别是基于抹香鲸滴答声的水下运动目标隐蔽 测速信号装置。
技术介绍
传统水下运动目标（如水雷、潜艇、水下滑翔器）测速信号波形，如单频矩形脉冲 (Continuous Wave, CW)、线性调频（Linear Frequency Modulation, LFM)脉冲等信号，具 有相对简单、较为明显的时域、频域和时频域特点，例如，它们的时域包络为矩形或矩形串、 LFM信号波形在频域上类似为矩形、CW脉冲的调制信号为单频信号，LFM脉冲的调制信号频 率线性变化等等，因此，它们很容易被敌方的侦察系统截获、识别和定位，从而对测速装置 的生存能力构成严重威胁。 海洋中的抹香嫁是群居动物（见 Hal Whitehead and Linda Weilgart, Patterns of visually observable behaviour and vocalizations in groups of female sperm wh ales ，Behaviour, 118(3/4) :275-296, 1991)，它们在水下活动过程中会不间断地向水中 发出不同的脉冲信号；这些脉冲信号的时域包络随机变化，没有固定规律，包络内调制信号 为复杂的宽带信号，信号非平稳，时频特性复杂；因此，与常规测速脉冲信号之间存在明显 区别，不易被敌方识别为主动测速脉冲信号。 针对传统测速信号波形易于被识别的问题，并组合抹香鲸滴答声脉冲的特点，本 技术采用抹香鲸所发出的原始滴答声作为测量水下运动速度的发射信号，使其被敌方 侦查系统误认为成真实的抹香鲸发出的滴答声脉冲信号，达到伪装自己，提高测速装置隐 蔽性的目的。
技术实现思路
为克服技术的不足，本技术旨在提高主动测速装置伪装隐蔽的能力的前提 下，实现水下运动目标速度的测量。为此，本技术采取的技术方案是，基于抹香鲸滴答 声的水下运动目标隐蔽测速信号装置，信号产生模块，功放模块，换能器，水听器，信号调理 模块组成；信号产生模块将信号输出至功放模块；功放模块对信号进行功率放大后，输出 至换能器；换能器将滴答声脉冲信号发向水下； 滴答声脉冲信号经水下目标反射后，传输至水听器；水听器将声信号转换成电信 号或光信号后，输出至信号调理模块；信号调理模块实现对信号的滤波、放大、模数转换后 输出。 信号产生模块由序列组合器和序列缓存器组成；序列组合器的输出结果存储在序 列缓存器中，然后输出至功放模块。 与已有技术相比，本技术的技术特点与效果： (1)本技术中，采用抹香鲸滴答声脉冲信号作为实现水下运动目标测速的发 射信号，使敌人误以为接收到的信号来自抹香鲸而非主动测速装置，起到伪装主动测速装 置的作用，提高主动测速装置伪装隐蔽的能力，降低其被截获的概率； (2)本技术中，首先优选出距离分辨力高且速度容忍性好的抹香鲸滴答声单 脉冲，然后，对块多普勒测速方法进行改进，并将抹香鲸滴答声脉冲引入到改进的块多普勒 测速方法中，实现水下运动目标速度的测量； (3)本技术中，使用许多个不同的滴答声脉冲而不是一个或几个滴答声脉冲， 来实现水下运动目标速度的测量，以进一步提高滴答声发射信号脉冲串的伪装能力，提高 测速装置的隐蔽性。【附图说明】 图1示出本技术中所述的抹香鲸滴答声脉冲示意图。 图2示出本技术中所述的水下运动目标隐蔽测速装置框图。 图3示出本技术中所述的用于实现水下运动目标测速为的发射信号脉冲串 示意图。 图2中：1为测速需求分析模块；2为信号产生模块；3为功放模块；4为换能器；5 为水下运动目标；6为水听器；7为信号调理模块。【具体实施方式】 为克服现有技术的不足，本技术提供一种基于抹香鲸滴答声的水下运动目标 隐蔽测速方法及装置，它不仅能克服常规测速信号易于被探测、识别与定位的缺点，还能实 现水下运动目标速度的隐蔽测量。 本技术具有如下优点：（1)利用抹香鲸滴答声脉冲（如图1所示）对水下运 动目标测速装置进行伪装，提高其隐蔽性；（2)将抹香鲸滴答声脉冲与块多普勒测速方法 进行巧妙结合，实现水下运动目标的隐蔽有效测量；（3)使用许多个不同的滴答声脉冲而 不是一个或几个滴答声脉冲，来实现水下运动目标速度的测量，以进一步提高滴答声发射 信号脉冲串的伪装能力，提高测速装置的隐蔽性。 本技术采取的技术方案是，利用基于抹香鲸滴答声的水下运动目标隐蔽测速 方法及装置，包括： 第一步：水下运动目标隐蔽测速装置总体方案。 水下运动目标隐蔽测速装置如图2所示，它主要由测速需求分析模块1，信号产生 模块2,功放模块3,换能器4,水听器6,信号调理模块7,数据处理与显示模块组成；5代表 水下运动目标； 进一步地，测速需求分析模块1接受水下目标测速的实际应用需求，并根据应用 需求，选择和构造用于水下目标测速的合适的抹香鲸滴答声脉冲组合； 进一步地，信号产生模块2根据测速需求分析模块1的输出参数，从其存储器中选 择抹香鲸滴答声脉冲信号，并按块多普勒测原理对脉冲信号进行组合和脉冲间时间间隔设 置，然后，将信号输出至功放模块3 ;功放模块3对信号进行功率放大后，输出至换能器4 ; 换能器4将滴答声脉冲信号发向水下； 进一进地，滴答声脉冲信号经水下目标5反射后，传输至水听器6 ;水听器6将声 信号转换成电信号或光信号后，输出至信号调理模块7 ;信号调理模块7实现对信号的滤 波、放大、模数转换等功能；信号调理模块7将产生的数据传送至数据处理与显示模块； 进一步地，数据处理与显示模块首先对接收到的数据进行测速计算，然后，通过显 示模块对水下目标参数进行显示； 第二步：符合测速要求的抹香鲸滴答声脉冲筛选方法。 从抹香鲸群滴答声数据库中，以模糊函数为准则，通过计算机遍历的方法，筛选出 距离分辨力高且速度容忍性好的滴答声单脉冲，组成集合C ;注意应保证集合C的单脉冲都 具有良好的自相关性，且集合C中任意两个单脉冲之间的互相关结果都小于阈值W ; 第三步：利用抹香鲸滴答声脉冲且基于块多普勒测速原理的水下目标测速方法。 信号产生模块2产生的脉冲信号串具有如图3所示的特点：⑴从集合C中选择η 个滴答声脉冲，注意，η应尽可能的大，这样能进一步提高发射滴答声脉冲串的伪装隐蔽性； (2) 每两个相同的相邻脉冲之间组成一个速度测量块；（3)任何相邻单脉冲之间的时间间 隔b，当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于抹香鲸滴答声的水下运动目标隐蔽测速信号装置，其特征是，信号产生模块，功放模块，换能器，水听器，信号调理模块组成；信号产生模块将信号输出至功放模块；功放模块对信号进行功率放大后，输出至换能器；换能器将滴答声脉冲信号发向水下；滴答声脉冲信号经水下目标反射后，传输至水听器；水听器将声信号转换成电信号或光信号后，输出至信号调理模块；信号调理模块实现对信号的滤波、放大、模数转换后输出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋佳佳，段发阶，李彦超，薛俊，袁建富，袁文澹，王宪全，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津;12
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