[發明專利]一種主動聲吶復雜編碼信號多普勒分級搜索的方法

有效

• 申請號: 201810250344.6
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN110361719B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 劉云濤;鞏玉振;焦衛賓;蔡惠智
• 申請（專利權）人: 北京中科海訊數字科技股份有限公司
• 主分類號: G01S7/52
• 分類號: G01S7/52;G01S7/539
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 陳變花

本發明提供一種主動聲納復雜編碼信號多普勒分級搜索的方法，包括如下步驟：步驟1，生成復雜編碼信號副本數據并存儲；步驟2：換能器接收空間信號；步驟3：對接收到的空間信號，進行帶通、解調、低通及降采樣處理；步驟4：對降采樣之后的數據進行緩存、滑動并作FFT；步驟5：讀取副本數據，將步驟4中的FFT之后的數據與各個副本數據共軛相乘，之后作IFFT，并取模的平方，找出相關峰最大的多普勒通道；步驟6：將步驟5中找出的相關峰最大的多普勒通道，在該多普勒通道左右各進行微調，并與步驟5中相關峰最大的多普勒通道進行共軛相乘，作IFFT，取模的平方，找出微調后的最大相關峰的通道及處理結果。

技術領域

本發明屬于主動聲納數字信號處理領域，特別涉及一種用于水面艦艇和潛艇主動聲納復雜編碼信號多普勒分級搜索的方法。

背景技術

單頻脈沖信號由于構造且處理簡單，故是聲吶中最原始也是最常用的聲吶信號，由于該聲吶信號的時間帶寬乘積約為定值，故決定了其不可能兼具距離和速度兩方面高分辨力的性能；線性調頻信號雖說具有較好的刀刃形模糊度函數，并且可兼具足夠高的距離分辨力和速度分辨力，但該聲吶信號并不能同時準確地確定處于不確定圖中任兩點所對應的回波時間和頻率的差異(即存在測速與測距的耦合)；而復雜編碼信號由于具有完美圖釘形的模糊度圖，兼具良好的距離分辨力和速度分辨力，不存在測速與測距的耦合，但由于該聲吶信號對多普勒非常敏感，故在匹配濾波前一定要對回波信號的多普勒頻偏進行補償，由于該聲吶信號的3dB多普勒容限為0.44/T(T為聲吶信號脈寬)，如果搜索過細會導致運算量激增，搜索過粗，則會產生3dB的損失。

總體而言，復雜編碼信號比單脈沖信號、線性調頻信號具有無可比擬的性能優勢，但其由于對多普勒非常敏感，對回波信號進行搜索補償的速度慢，計算量大。實際應用中需要一種能夠針對聲吶復雜編碼信號多普勒快速搜索以準確獲得目標方位、距離、速度的實時處理方法。

發明內容

1、發明解決的技術問題

本發明目的在于，為克服現有的復雜編碼信號多普勒搜索算法計算速度慢，可行性不高的問題，滿足實際應用中針對聲吶復雜編碼信號多普勒快速搜索補償以獲得更精確目標方位、距離、速度的實時處理需求，提出一種主動聲納復雜編碼信號多普勒分級搜索的方法。

2、發明采用的技術方案

本發明所述的一種用于主動聲納復雜編碼信號多普勒分級搜索的方法，可完全實時檢測到目標的回波，且在動目標檢測功能上具有優良的性能，不僅可以屏蔽靜止目標的回波，避免屏幕“滿天星”的現象，而且可以給出動目標的徑向運動速度，即使運動速度很小也能被檢測出來，而且偽隨機編碼信號作為主動信號在大信噪比條件和在小信噪比條件下進行動目標檢測，都可以實現。

一部主動聲納，單個收發換能器，這里設復雜編碼信號s(t)，復雜編碼信號長度N，采樣率f_s，中心頻率f_c，脈寬T，帶寬B；目標運動速度范圍-v～v，聲速c，其中t＝0：1/f_s：(N-1)/f_s，只取0和π兩個值，由m序列碼來控制生成。

所述的方法包含如下步驟：

1.生成復雜編碼信號副本并存儲，其具體步驟如下：

1)確定最大、最小多普勒頻偏dmax、dmin；

以ds為多普勒搜索步長，確定副本通道數dn；其中ceil表示四舍五入運算，abs表示取絕對值運算；

其中

2)對每個副本通道以各自相應的間隔對復雜編碼信號進行三次樣條插值，生成對應通道的副本時域數據s1(j，t1)，其中interp1表示插值函數，’spline’表示三次樣條插值；