专利汇可以提供一种主动声纳单频脉冲串波形设计及检测算法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种主动声纳单频脉冲串 波形 设计及检测 算法 ,首先是根据探测需求及 硬件 条件等设计波形参数。设计好参数后,一方面通过发射机发射 信号 ,将接收回 波数 据 正交 解调降 采样 后经过自动增益控制,然后再通过多普勒 滤波器 组;另一方面设置副本信号,将副本信号正交解调降采样后通过多普勒 滤波器组 。最后将经过多普勒滤波器组后的两段数据分段相关处理得到一个输出。该方法方法计算量小,实时性强,采用了波形分集技术,一定程度上解决了混响对主动声纳探测的影响,改善了主动声纳探测的效果,具有较好的工程应用前景。,下面是一种主动声纳单频脉冲串波形设计及检测算法专利的具体信息内容。
1.一种主动声纳单频脉冲串波形设计及检测算法,其特征在于:包括以下步骤,步骤S1:设计单频脉冲信号参数,将单频脉冲信号参数设计为中心频率5kHz,子脉冲有效持续时间10ms,占空比为0.4,子脉冲个数4,总持续时间100ms,其中该参数频谱的有效带宽内有5个梳齿,然后通过发射机发射信号,并且接受回波数据;
步骤S2:正交解调降采样,将发射信号和回波分别进行正交解调,计算公式如下,sc(t)=exp[2s(t)exp(j2πfdt)]LPF (1)
rc(t)=exp[2r(t)exp(j2πfdt)]LPF (2)
步骤S3:设置副本信号,根据所要检测的目标速度范围及信号的速度容限设置尺度因子及副本个数,设置的M个副本信号分别为
sm(t)=s(ηmt) (3)
其中m=1,2,...M;
步骤S4:设置多普勒滤波器组,在单频脉冲信号的频率轴上设置梳状滤波器,梳齿宽度取2/T,梳齿间隔取1/Tp,得到尺度因子为1的梳状滤波器Comb_f1;由Comb_fm=Comb_f1·ηm计算其他尺度对应的梳状滤波器,所有尺度对应的滤波器组合起来形成一个M通道的梳状滤波器组;
步骤S5:目标检测及速度、距离参数估计,首先将接收回波数据取自相关后补零再做傅里叶变换得到一段输出数据Xm,然后将Xm分别通过滤波器组的M个通道后分别累加求和得到M个输出值,并找出最大值及最大值所对应的通道n,即可得到目标速度vn,计算公式如下:
Outm=∑Xm(j)·Comb_fm(j) (4)
Outn=max([Out1,Out2,……OutM]) (5)
n=find(Outn==[Out1,Out2,……OutM]) (6)
接着根据估计的目标速度构造与之匹配的副本信号sn,补零后做傅里叶变换得到Sn,将接收回波数据补零后做傅里叶变换后得到Rn′,再经过通道数为n的梳状滤波器,计算公式如下,
最后,选择它们的最大值作为最终检验统计量st,并同时完成了目标时延的估计,计算公式如下,
st=max([st1,st2,……stK]) (8)
如果检验统计量大于预设门限,则目标存在,否则目标不存在,重复该过程对下一段数据进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种主动声纳单频脉冲串波形设计及检测算法,其特征在于:
所述单频脉冲信号,其计算公式如下,
3.根据权利要求1所述的一种主动声纳单频脉冲串波形设计及检测算法,其特征在于:
所述副本个数不小于目标范围和信号速度容限的比值。
4.根据权利要求1所述的一种主动声纳单频脉冲串波形设计及检测算法,其特征在于:
所述单频脉冲信号的频谱为
其中,P(f)是单个调频子脉冲信号的傅里叶变换,且有
5.根据权利要求3所述的一种主动声纳单频脉冲串波形设计及检测算法,其特征在于:
所述|Y(f)|是主瓣和栅瓣宽度为2/T,主瓣和栅瓣间距1/Tp的梳状谱函数,所以单频脉冲信号频谱是梳齿宽度为2/T,梳齿间隔为1/Tp的梳状谱。
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