利用声场干涉特性的海底声学阵列阵形估计方法

    公开(公告)号:CN113009417B

    公开(公告)日:2022-09-20

    申请号:CN202110190614.0

    申请日:2021-02-05

    IPC分类号: G01S5/18

    摘要: 本发明属于水声探测、水声定位、声呐技术等领域,具体涉及一种利用声场干涉特性的海底声学阵列阵形估计方法,通过已知声源位置的单频连续信号形成的声场干涉结构,获取声源到达海底各个水听器相同距离的对应时间构建方程,进行海底岸基阵的阵形估计。当阵列孔径越大,各个水听器接收到的声场干涉效应现象越显著,因此该发明对大孔径水平阵列尤为适合。本发明充分水平阵接收到的声压幅度的稳健信息,无需开展海洋声学环境参数测量,无需收发同步,因此本发明在实际应用中所需设备要求不高、试验设计与成本低、且计算简单高效。应用场景包含浅海和深海环境下大孔径水平阵列阵形实时校正。

    一种浅海环境下基于水平阵列的水面水下目标分类方法

    公开(公告)号:CN112987004A

    公开(公告)日:2021-06-18

    申请号:CN202110161293.1

    申请日:2021-02-05

    IPC分类号: G01S15/50

    摘要: 本发明属于水声工程、海洋工程技术等领域,具体涉及一种浅海环境下基于水平阵列的水面水下目标分类方法,该方法先利用岸基水平阵列实际测量获取目标辐射噪声时序信号,然后分别对各阵元接收信号进行常规波束形成和频率自适应的最优权重阵列波束形成处理,得到两种情况下的目标辐射噪声波束形成宽带时频域干涉谱图,最后基于两干涉谱图中的干涉条纹差异实现水上水下目标分类。本发明的有益结果是:该方法利用固定于海底的水平阵列,对接收的目标辐射声信号展开不同的波束形成处理完成目标的水面水下分辨,将浅海声场时频干涉结构特征融入目标识别过程,处理流程简单,实现运动声源快速分类,目标判别过程简明、结果直观。

    基于相位调制和光纤腔孤子的间隔可调光频梳及产生方法

    公开(公告)号:CN108508676B

    公开(公告)日:2020-12-25

    申请号:CN201710876052.9

    申请日:2017-09-25

    IPC分类号: G02F1/35 H01S3/00 H01S3/13

    摘要: 本发明涉及非线性光纤光学技术领域,特别涉及一种基于相位调制和光纤腔孤子的间隔可调光频梳及产生方法。所述光频梳由窄线宽可调谐激光器、相位调制器、增益可调掺铒光纤放大器、窄带光纤滤波器、偏振控制器、第一光纤耦合器、光隔离器、第二光纤耦合器、主光纤、可调光衰减器、第一光电探测器、激光频率锁定系统、第二光电探测器、高速示波器、数据存储及处理系统、脉冲波形发生器和电学放大器组成。本发明提供的基于相位调制和光纤腔孤子的间隔可调光频梳及产生方法,只需要普通单模光纤构成环形腔,并且产生的光频梳具有低噪声和高相干的优点,尤其适合用作大规模干涉型光纤传感系统这类对相位噪声极为敏感的系统的光源。

    一种SOI传感芯片及谐振式MOMES矢量水听器

    公开(公告)号:CN111735530A

    公开(公告)日:2020-10-02

    申请号:CN202010635434.4

    申请日:2020-07-01

    IPC分类号: G01H9/00

    摘要: 本发明涉及水声传感领域,具体涉及一种SOI传感芯片及基于该传感芯片的谐振式MOMES矢量水听器,包括可调激光器、光衰减器、光隔离器、3dB分束器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、SOI传感芯片、第一光电探测器、第二光电探测器,所有器件之间均通过连接光纤连接;有益技术效果:通过谐振式悬臂梁实现水声传感,可在设计的工作谱段内实现极高灵敏度;采用传感悬臂梁与参考悬臂梁设计,通过采集两者信号差值有效抑制系统与环境共模噪声,可大大提高系统检测精度与分辨率;用于水声信号传感的悬臂梁结构与用于信号读取的脊形波导结构设计在同一平面内,芯片结构紧凑,与标准SOI工艺兼容,便于低成本大批量生产,且可保证系统性能稳定性与重复性。

    基于多波长双光脉冲的光纤分布式传感方法与装置

    公开(公告)号:CN108507662A

    公开(公告)日:2018-09-07

    申请号:CN201810210817.X

    申请日:2018-03-14

    IPC分类号: G01H9/00 G01D5/353

    摘要: 本发明公开了一种基于多波长双光脉冲的光纤分布式传感方法及装置,方法包括如下步骤:S1.生成多波长双光脉冲,并将所述多波长双光脉冲注入传感光纤,所述多波长双光脉冲中的每个脉冲均包含有多个波长成分;S2.获取所述传感光纤中的瑞利光信号,以及所述瑞利光信号对应的传感通道的干涉光强;S3.对所述干涉光强进行计算,获取所述瑞利光信号的相位信息,从而获得所述传感光纤所感应到信号的信息。本发明具有可用于基于PGC相位解调技术的Ф-OTDR技术,在不增加信号处理工作量的前提下降低由于瑞利光纤信号强度衰落对测量噪声的影响,消除因高相位噪声导致的探测盲区等优点。

    一种具有平坦旁瓣分布的互补波形发射顺序设计方法

    公开(公告)号:CN116609729A

    公开(公告)日:2023-08-18

    申请号:CN202310642745.7

    申请日:2023-06-01

    IPC分类号: G01S7/282 G01S7/524

    摘要: 本发明属于雷达声纳目标检测领域,具体涉及一种具有平坦旁瓣分布的互补波形发射顺序设计方法;该方法设计了一种新的互补波形发射顺序方案,它通过统计Walsh矩阵每行符号变化次数并按照升序排列将Walsh矩阵重组变换为一个新向量,然后将向量截取至与发射脉冲数目等长,再根据截取后的向量作为互补波形发射顺序方案获得旁瓣平坦化的时延—多普勒图像;本发明的有益结果是:1.本发明所提方法具有比现有方法更平坦的旁瓣分布,从而减小了较强旁瓣可能引起的虚警;2.本发明所提方法具有比现有方法更高的多普勒分辨率;3.本发明方法无需采用非线性处理,适用于任意脉冲数目的互补波形,且原理简单,方便在工程化上实现。

    海底水平阵阵形校正方法及处理器

    公开(公告)号:CN113721245A

    公开(公告)日:2021-11-30

    申请号:CN202111030985.9

    申请日:2021-09-03

    IPC分类号: G01S15/42

    摘要: 本发明实施例提供一种海底水平阵阵形校正方法、装置、处理器及存储介质。方法包括:通过海底水平阵布放海域对应的发射点发射合作声信号;根据合作声信号获取到海底水平阵布放的区域位置、海底水平阵的预部署方位、声速剖面数据以及发射点的位置信息;获取发射点对应的阵列信道响应;根据区域位置、预部署方位、声速剖面数据和发射点的位置信息,确定阵列信道响应对应的拷贝阵列信道响应;根据阵列信道响应和拷贝阵列信道响应确定对应的相关峰最大值;将相关峰最大值作为代价值,通过预设遗传算法确定海底水平阵的最优阵形参数。

    基于多波长双光脉冲的光纤分布式传感方法与装置

    公开(公告)号:CN108507662B

    公开(公告)日:2021-07-09

    申请号:CN201810210817.X

    申请日:2018-03-14

    IPC分类号: G01H9/00 G01D5/353

    摘要: 本发明公开了一种基于多波长双光脉冲的光纤分布式传感方法及装置,方法包括如下步骤:S1.生成多波长双光脉冲,并将所述多波长双光脉冲注入传感光纤,所述多波长双光脉冲中的每个脉冲均包含有多个波长成分;S2.获取所述传感光纤中的瑞利光信号,以及所述瑞利光信号对应的传感通道的干涉光强;S3.对所述干涉光强进行计算,获取所述瑞利光信号的相位信息,从而获得所述传感光纤所感应到信号的信息。本发明具有可用于基于PGC相位解调技术的Ф‑OTDR技术,在不增加信号处理工作量的前提下降低由于瑞利光纤信号强度衰落对测量噪声的影响,消除因高相位噪声导致的探测盲区等优点。

    一种基于差分多普勒与到达时延差的水下目标定位方法

    公开(公告)号:CN112986913A

    公开(公告)日:2021-06-18

    申请号:CN202110161121.4

    申请日:2021-02-05

    IPC分类号: G01S5/18 G01S15/50

    摘要: 本发明属于水下目标定位技术领域,涉及一种利用差分多普勒与到达时延差的水下目标定位方法,包括以下步骤:第一步,实际测量获得各个接收节点与随机编号的第1个接收节点的水下目标DDS和TDOA;第二步,利用TDOA计算得到第i个接收节点与第1个接收节点之间的距离差ri1;第三步,将第一步获得的DDS和第二步获得的距离差表示为矩阵方程的形式,然后估计得到目标位置坐标和速度向量;第四步,获得精度更高的目标位置坐标和速度向量估计值,以及时间同步因子的估计值。本发明的有益效果:建立更加实际的定位节点时钟模型,通过算法实现测距节点之间时钟偏离的有效补偿,降低了定位节点硬件设计的复杂度,获得了相比于传统的TDOA方法更高的水下目标定位精度。

    基于DEMON谱的单矢量水听器自主测距装置及方法

    公开(公告)号:CN111273265B

    公开(公告)日:2020-09-29

    申请号:CN202010134419.1

    申请日:2020-03-02

    IPC分类号: G01S11/14

    摘要: 本发明属于水声目标被动测距领域,具体涉及一种基于DEMON谱的单矢量水听器自主测距装置及方法,通过对航船辐射宽带噪声进行DEMON谱解调,将DEMON谱中的轴频线谱作为测距输入信号,具有频率稳定且信噪比高的特点。利用不同时刻轴频线谱互谱干涉结构进行目标轴向速度估计,具有不依赖于海洋环境先验知识的特点,并且与多普勒频偏测速方法相比,该方法对低速航船目标有更高的测距精度。此外,本发明提出了一种由光纤矢量水听器系统和数字信号处理平台组成的测距装置,通过优化测距方法流程以及在DSP多核之间合理分配计算任务和存储资源的方法,能够实现单矢量水听器对匀速直线运动航船目标自主测距。本发明有利于小体积探测装备向无人自主化方向发展。