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声纳目标模拟器DSP软件设计

肖龙忠  
【摘要】: 利用声纳目标模拟器对装艇之前的声纳系统进行性能测试是一项必不可少的措施,基于此,本文对海洋中的目标、海洋环境噪声、本地噪声和混响模块进行建模从而搭建水声环境平台。 首先简述了水声建模研究的现状,侧重于介绍目标回波特性以及环境噪声、自噪声和混响的研究成果。 对于目标模拟着重于高频近似的亮点模型的研究,分析了目标亮点近似模型的物理基础,对于常见目标则利用物理声学法以及稳相法推导了回波亮点参数计算公式,讨论了不同入射角对于典型亮点的影响,并给出了目标回波仿真结果。 对于海洋环境噪声、自噪声模拟分析了现有较可行的模型,构造了噪声简化模拟方法,并给出了基于此模型的噪声仿真结果。 对于主动声纳的混响建模,采用“网络系统”的观点看待混响信道,构建混响模型,分析了混响的统计特性、频谱以及相关性,并仿真验证了该混响模型的正确性。 最后对于本模拟器的软件设计,给出了基于实时工作平台的算法DSP实现框图,并讨论了软件设计涉及到的关键技术方法,主要有亮点回波模块的浮点运算和开方运算、噪声和混响实现必需的噪声产生方法、噪声模块的分段实现以及混响分块卷积实现。并对于软件实现给出了大致指令周期以及所需内存量。


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