[發(fā)明專利]一種載體共振接收式水中目標(biāo)檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110360052.6
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102520436A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高偉;付繼偉;陳川
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七一○研究所
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 李愛英;高燕燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水中目標(biāo)檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種載體共振接收式水中目標(biāo)檢測裝置。

背景技術(shù)

由于聲波在水中具有良好的傳播特性，因此目前水下載體上(如潛標(biāo)等)所搭載的水中目標(biāo)檢測裝置基本是水聲設(shè)備，其換能器需要安裝在殼體外側(cè)，與水介質(zhì)接觸并加裝導(dǎo)流罩，然后再通過導(dǎo)線與安裝在殼體內(nèi)部的電子儀器相連。這種換能器安裝方式及導(dǎo)線連接方式的不足之處在于對殼體的水密性能要求很高，增加了設(shè)計難度；并且換能器易被腐蝕或者海生物附著，當(dāng)受外部強(qiáng)沖擊的情況下容易損毀、性能降低甚至失效。另外，在某些情況下，可以在換能器外部安裝導(dǎo)流罩，但是導(dǎo)流罩材料難以同時滿足機(jī)械性能、流形設(shè)計和聲學(xué)性能要求，并不便于安裝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種載體共振接收式水中目標(biāo)檢測裝置，將水下載體作為接收的濕端部分，采用在載體內(nèi)部附于殼體內(nèi)壁安裝加速度計的方式，通過感知載體在目標(biāo)輻射噪聲激勵下所產(chǎn)生的受迫共振信號來檢測目標(biāo)，并解算出目標(biāo)運動參數(shù)，滿足水下載體在水下警戒、自身防護(hù)等方面的需求，且有效地避免了上述問題和困難。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

該裝置包括本發(fā)明包括接收機(jī)、信號調(diào)理電路、信號處理器及電源管理器；其中接收機(jī)、信號調(diào)理電路相連和信號處理器依次順序相連，電源管理器與接收機(jī)、信號調(diào)理電路、信號處理器分別相連；

所述電源管理器為該裝置提供穩(wěn)壓電源；

所述接收機(jī)包括一對用以接收載體受迫振動信號的加速度計，以對向粘連的方式對稱于載體軸線安裝在載體的主殼體內(nèi)壁上，輸出兩路載體受迫振動信號給信號調(diào)理電路；

所述信號調(diào)理電路，將接收到的兩路載體受迫振動信號疊加后進(jìn)行放大并濾除高頻噪聲的處理，輸出處理后的載體受迫振動信號s(t)給信號處理器；

所述信號處理器對信號調(diào)理電路處理后的載體受迫振動信號s(t)進(jìn)行解算，解算出目標(biāo)的速度、正橫距離和正橫時刻；

解算的具體方法如下：

步驟一：將信號調(diào)理電路處理后的載體受迫振動信號s(t)，采用快速傅立葉變換(FFT)變換到頻域；

步驟二：通過二分法作頻域共振譜峰的選擇，得到共振譜峰值P(f)及其對應(yīng)頻率f_P，利用f_P求出共振譜峰值對應(yīng)的頻率方差當(dāng)滿足條件且P(f)＞β時，作出“檢測到有目標(biāo)出現(xiàn)”的判決，接步驟三；反之則返回步驟一直到判決為有目標(biāo)出現(xiàn)為止；其中，α和β分別是預(yù)置的固定門限；

步驟三：針對當(dāng)前時刻t之前的設(shè)定時間段內(nèi)的載體受迫振動信號s(t)，采用短時傅立葉變換方法，滑動估計共振譜峰值的瞬時頻率，每個滑動時間間隔輸出一個結(jié)果，最后得到一組實測的共振譜峰的瞬時頻率的序列

步驟四：將預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)速度、正橫距離和正橫時刻的取值范圍所構(gòu)成的參數(shù)先驗空間，等間隔地劃分成多個網(wǎng)格，然后以式(1)為代價函數(shù)，把每個網(wǎng)格所對應(yīng)的一組參數(shù)(v₀、R₀、t₀)分別代入式(1)計算相應(yīng)的代價函數(shù)值Φ(R₀，v₀，t₀)：

Φ(R0,v0,t0)=]]>