水聲目標(biāo)信號獲取的陣列處理及DSP實(shí)現(xiàn).pdf

1、在水聲目標(biāo)特征分析、參數(shù)估計及分類識別等處理中，獲取的目標(biāo)信號質(zhì)量是決定處理效果的關(guān)鍵，為了在強(qiáng)的背景噪聲及環(huán)境污染中得到高信噪比（或高信干比）的目標(biāo)信號，波束形成陣列處理是最有效的途徑。波束形成實(shí)質(zhì)是將空間不同位置的傳感器接收信號通過延時或移相達(dá)到信號的同相疊加，從而提高信噪比。因此無論是時域還是頻域波束形成，延時或移相的誤差將可能使寬頻帶信號產(chǎn)生失真。本論文詳細(xì)分析研究了波束形成產(chǎn)生水聲目標(biāo)信號失真的各種因素，研究設(shè)計了減小信號失真

2、的有效波束形成方法，并采用TigerSHARCTS201處理器的并行處理結(jié)構(gòu)對算法的任務(wù)進(jìn)行合理分配，完成了線列陣水聲目標(biāo)信號獲取及特征分析實(shí)時處理系統(tǒng)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)。論文完成的主要工作如下:
　　 首先，基于均勻線陣給出了常規(guī)波束形成的時域與頻域?qū)崿F(xiàn)方法，并分析了算法在單片DSP的執(zhí)行情況，同時分析了在不同信噪比下波束形成算法對目標(biāo)信號的增益情況。緊接著分析了波束形成中延時誤差對信號失真程度的影響并給出產(chǎn)生延時誤差的主要因素:時

3、域抽樣、平面波假設(shè)、陣列位置誤差和方位估計誤差等及其影響分析。
　　 其次，分別從時間域與空間域兩個角度進(jìn)行分析。在時間域上，為了對信號進(jìn)行準(zhǔn)確的延時，采用數(shù)字內(nèi)插濾波器實(shí)現(xiàn)信號的升采樣并通過設(shè)計FIR濾波器實(shí)現(xiàn)延時量小于采樣周期的延時，同時通過校正陣列位置誤差得到精確的延時量;在空間域上，分析了通過最小二乘法、空間采樣法實(shí)現(xiàn)恒定束寬的原理，并對其進(jìn)行改進(jìn)，同時給出了其對應(yīng)的時域?qū)崿F(xiàn)方法，使得信號的高低頻部分具有同樣的增益。同時

4、，對于存在干擾的目標(biāo)信號，通過設(shè)計最佳空間濾波器獲取干擾波束的信號，再進(jìn)行抵消得到目標(biāo)波束的信號。
　　 最后，就算法的DSP實(shí)現(xiàn)的硬件平臺進(jìn)行了介紹，介紹了TigerSHARCTS201的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并給出了多DSP并行結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案，以提高DSP處理芯片的處理效率。設(shè)計了線列陣水聲目標(biāo)信號獲取及特征分析實(shí)時處理系統(tǒng)總體框架，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、高保真波束形成、目標(biāo)特征分析和跟蹤、主機(jī)顯控及人機(jī)交互等功能模塊。整個系