一种水声信号模拟的方法、水声信号模拟器及成像声呐技术

本发明专利技术实施例公开了一种水声信号的模拟方法，用于实现在陆地上对成像声呐进行调试，简化了调试工作且节约了成本。本发明专利技术实施例包括：根据所述目标物体与所述成像声呐之间的成像距离，计算出各通道信号的延迟时间；根据所述目标物体与所述成像声呐之间的成像方位，计算出各通道信号的延迟相位；根据所述延迟时间和所述延迟相位模拟出所述目标物体在接收到所述声呐发送的探测信号时，向所述成像声呐响应的水声信号；将模拟出的所述水声信号发送给所述成像声呐，以使得所述成像声呐利用所述水声信号模拟出所述目标物体。本发明专利技术实施例还提供一种水声信号模拟器和成像声呐，用于实现在陆地上对成像声呐进行调试，简化了调试工作且节约了成本。

A method of underwater acoustic signal simulation, underwater acoustic signal simulator and imaging sonar

The embodiment of the invention discloses a simulation method of underwater acoustic signals, which is used for debugging an imaging sonar on land, simplifying debugging work and saving cost. The embodiment of the invention includes: according to the imaging between the object and the imaging sonar distance to calculate the delay time of each channel signal; according to the imaging range between the object and the imaging sonar, calculate the phase delay of each channel signal; according to the delay time and the simulation the object in the detection of the received signal sent by the phase delay of sonar, underwater acoustic signal to the imaging sonar response; the acoustic signal sent to simulate the imaging sonar, so the imaging sonar using the acoustic signal to simulate the target object. The embodiment of the invention also provides an underwater acoustic signal simulator and an imaging sonar, which is used for debugging an imaging sonar on land, simplifying debugging and saving cost.

【技术实现步骤摘要】
一种水声信号模拟的方法、水声信号模拟器及成像声呐
本专利技术涉及声信号模拟
，尤其涉及一种水声信号模拟的方法、水声信号模拟器及成像声呐。
技术介绍
水下成像声纳能在零可见度的水中生成几乎等同影像质量图像的高清晰度声纳图像，水下成像声纳应用十分广泛，如水下管道检测、水下搜寻、水下工程设施检查等。在投入使用之前，需要对水下成像声呐进行设备调试，现有技术中，需要将成像声呐放在水中进行调试，然而在实际调试时可能出现难以备营造水中调试的环境条件，这给调试工作带来的一定影响。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种水声信号的模拟方法，在进行成像声呐调试时可以模拟出水声信号，无需将成像放入水中即可在陆上完成调试工作。本专利技术实施例第一方面提供的一种水声信号的模拟方法，所述方法应用于水声信号模拟器，所述水声模拟器在检测到成像声呐向水下目标物体发送的探测信号时，包括如下步骤：根据所述目标物体与所述成像声呐之间的成像距离，计算出各通道信号的延迟时间；根据所述目标物体与所述成像声呐之间的成像方位，计算出各通道信号的延迟相位；根据所述延迟时间和所述延迟相位模拟出所述目标物体在接收到所述声呐发送的探测信号时，向所述成像声呐响应的水声信号；将模拟出的所述水声信号发送给所述成像声呐，以使得所述成像声呐利用所述水声信号模拟出所述目标物体。结合本专利技术实施例的第一方面，在本专利技术实施例第一方面的第一种实现方式中，所述根据所述目标物体与所述声呐探测器之间的成像距离，计算出各通道信号的延迟时间包括：建立水下波束照射空间散射模型；通过建立的水下波束照射空间散射模型，利用成像声呐的双程多普勒效应公式计算出各通道信号的延迟时间。结合本专利技术实施例的第一方面或第一方面的第一种实现方式，在本专利技术实施例第一方面的第二种实现方式中，所述根据所述目标物体与所述成像声呐之间的成像方位，计算出各通道信号的延迟相位包括：建立所述目标物体的散射模型；通过建立的所述散射模型，利用相位计算公式计算出出各通道信号的延迟相位。结合本专利技术实施例的第一方面，在本专利技术实施例第一方面的第三种实现方式中，在所述水声信号模拟器在检测到成像声呐向目标物体发送的探测信号之前，所述方法还包括：将参数初始化，并从所述成像声呐获取一帧数据；所述水声信号模拟器从获取到的一帧数据中检测是否包括成像声呐向所述目标物体发送的探测信号。本专利技术实施第二方面提供了一种水声信号的模拟方法，所述方法应用于成像声呐，包括如下步骤：向水下目标物体发送探测信号，以使得当所述水声信号模拟器检测到所述探测信号时模拟出所述目标物体发送的响应水声信号；接收所述水声信号模拟器发送的响应水声信号，并根据所述响应水声信号模拟出所述目标物体。本专利技术实施例第三方面提供的一种水声信号模拟器，包括：所述水声信号模拟器包括水声换能器和数字信号处理板；所述水声换能器用于接收成像声呐发送的数据；当所述数字信号处理板根据接收到的数据检测成像声呐向水下目标物体发送的探测信号时，所述数字信号处理板用于根据所述目标物体与所述成像声呐之间的成像距离，计算出各通道信号的延迟时间；所述数字信号处理板还用于根据所述目标物体与所述成像声呐之间的成像方位，计算出各通道信号的延迟相位；所述数字信号处理板还用于根据所述延迟时间和所述延迟相位模拟出所述目标物体在接收到所述声呐发送的探测信号时，向所述成像声呐响应的水声信号；所述水声换能器还用于将模拟出的所述水声信号发送给所述成像声呐，以使得所述成像声呐利用所述水声信号模拟出所述目标物体。结合本专利技术实施例的第三方面，在本专利技术实施例第三方面的第一种实现方式中，所述数字信号处理板具体用于：建立水下波束照射空间散射模型；通过建立的水下波束照射空间散射模型，利用成像声呐的双程多普勒效应公式计算出各通道信号的延迟时间。结合本专利技术实施例的第三方面或第三方面的第一种实现方式，在本专利技术实施例第三方面的第二种实现方式中，所述数字信号处理板具体用于：建立所述目标物体的散射模型；通过建立的所述散射模型，利用相位计算公式计算出出各通道信号的延迟相位。结合本专利技术实施例的第三方面，在本专利技术实施例第三方面的第三种实现方式中，所述数字信号处理板具体用于：将参数初始化，并从所述成像声呐获取一帧数据；所述水声信号模拟器从获取到的一帧数据中检测是否包括成像声呐向所述目标物体发送的探测信号。本专利技术实施例第四方面提供了一种成像声呐，所述成像声呐包括水声换能器和处理器；所述水声换能器用于向目标物体发送探测信号，以使得当所述水声信号模拟器检测到所述探测信号时模拟出所述目标物体发送的响应水声信号；所述水声换能器还用于接收所述水声信号模拟器发送的响应水声信号；所述处理器用于根据接收到的响应水声信号模拟出所述目标物体。本专利技术实施例提供的一种水声信号的模拟方法、水声信号模拟器及成像声呐，可以在接收到成像声呐发出的探测声信号时，根据水下目标物体与该成像声呐之间的成像距离，计算出各通道信号的延迟时间，并根据该目标物体与该成像声呐之间的成像方位，计算出各通道信号的延迟相位，再利用计算出的延迟时间和延迟相位模拟出水声信号，从而实现在陆地上对成像声呐进行调试，无需为了调试而营造有水环境，简化了调试工作且节约了成本，进一步的，成像声呐还可以根据水声信号模拟出目标物体，为成像声呐的研制提供理论支持。附图说明图1为本专利技术所提供的水声信号的模拟方法的第一实施例步骤流程图；图2为本专利技术所提供的水声信号的模拟方法的第二实施例步骤流程图；图3为本专利技术所提供的水声信号的模拟方法的第三实施例步骤流程图；图4为本专利技术所提供的水声信号的模拟期的实施例结构示意图；图5为本专利技术所提供的成像声呐的施例结构示意图。具体实施方式本专利技术实施例提供了一种能够模拟出水声信号的方法，本实施例所示的水声信号模拟方法可应用于水声信号模拟器和成像声呐设备。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面首先介绍本专利技术实施例中脉冲声信号检测方法的第一实施例，该水声信号模拟方法可以应用在军事领域和民事领域中，军事领域可用于水下导航定位、水下制导等，民事领域可用于海洋探测、水下通信等。如图1所示，所述水下声信号的模拟方法具体应用于水声信号模拟器，所述水声模拟器在检测到成像声呐向水下目标物体发送的探测信号时，所述方法包括：S12、根据所述目标物体与所述成像声呐之间的成像距离，计算出各通道信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水声信号的模拟方法，所述方法应用于水声信号模拟器，所述水声模拟器在检测到成像声呐向水下目标物体发送的探测信号时，其特征在于，所述方法包括如下步骤：根据所述目标物体与所述成像声呐之间的成像距离，计算出各通道信号的延迟时间；根据所述目标物体与所述成像声呐之间的成像方位，计算出各通道信号的延迟相位；根据所述延迟时间和所述延迟相位模拟出所述目标物体在接收到所述声呐发送的探测信号时，向所述成像声呐响应的水声信号；将模拟出的所述水声信号发送给所述成像声呐，以使得所述成像声呐利用所述水声信号模拟出所述目标物体。

【技术特征摘要】
1.一种水声信号的模拟方法，所述方法应用于水声信号模拟器，所述水声模拟器在检测到成像声呐向水下目标物体发送的探测信号时，其特征在于，所述方法包括如下步骤：根据所述目标物体与所述成像声呐之间的成像距离，计算出各通道信号的延迟时间；根据所述目标物体与所述成像声呐之间的成像方位，计算出各通道信号的延迟相位；根据所述延迟时间和所述延迟相位模拟出所述目标物体在接收到所述声呐发送的探测信号时，向所述成像声呐响应的水声信号；将模拟出的所述水声信号发送给所述成像声呐，以使得所述成像声呐利用所述水声信号模拟出所述目标物体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标物体与所述声呐探测器之间的成像距离，计算出各通道信号的延迟时间包括：建立水下波束照射空间散射模型；通过建立的水下波束照射空间散射模型，利用成像声呐的双程多普勒效应公式计算出各通道信号的延迟时间。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标物体与所述成像声呐之间的成像方位，计算出各通道信号的延迟相位包括：建立所述目标物体的散射模型；通过建立的所述散射模型，利用相位计算公式计算出出各通道信号的延迟相位。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述水声信号模拟器在检测到成像声呐向目标物体发送的探测信号之前，所述方法还包括：将参数初始化，并从所述成像声呐获取一帧数据；所述水声信号模拟器从获取到的一帧数据中检测是否包括成像声呐向所述目标物体发送的探测信号。5.一种水声信号的模拟方法，所述方法应用于成像声呐，其特征在于，包括如下步骤：向水下目标物体发送探测信号，以使得当所述水声信号模拟器检测到所述探测信号时模拟出所述目标物体发送的响应水声信号；接收所述水声信号模拟器发送的响应水声信号，并根据所述响应水声信号模拟出所述目标物体。6.一种水声信号模拟器，其特征在于，所述水声信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德铸，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11