[发明专利]一种主动声纳目标回波模拟方法

说明书

本发明属于水声信号处理领域，特别涉及一种主动声纳目标回波模拟方法，首先根据声纳发射参数，生成声纳发射信号。通过设定目标的初始方位距离以及目标和本舰的航速航向，解算出回波时刻目标相对本舰的方位距离和姿态角和径向速度等信息。然后通过声纳发射方式、发射功率、水声传播损失和目标类型解析声纳接收到的目标回波强度，再根据阵元灵敏度、衰减器衰减倍数、DA位数，计算得到回波信号幅度。然后根据目标类型和目标的方位、距离、姿态信息，建立多亮点目标模型。本发明实现了主动声纳多种目标类型的回波模拟，可以有效地开展水下目标探测和目标识别的训练和验证工作，具有一定的实用和经济价值。

技术领域

本发明属于水声信号处理领域，特别涉及一种主动声纳目标回波模拟方法。

背景技术

主动声纳是远距离水下目标探测的主要手段。由于海洋环境复杂，水下目标种类繁多，且现有声纳没有对各种类型的目标建立完善的数据库，使得主动声纳对水下目标探测和识别的研究存在很大的困难。故此需要设计一种主动声纳目标回波模拟方法来开展水下目标探测和目标识别的训练和验证工作。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开一种主动声纳目标回波模拟方法，本发明实现了主动声纳多种目标类型的回波模拟，可以有效地开展水下目标探测和目标识别的训练和验证工作，具有一定的实用和经济价值。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种主动声纳目标回波模拟方法，包括如下：

步骤1：首先根据声纳发射参数，生成声纳发射信号；

步骤2：通过设定目标的初始方位距离以及目标和本舰的航速航向，解算出回波时刻目标相对本舰的方位距离和姿态角和径向速度信息；

步骤3：然后通过声纳发射方式、发射功率、水声传播损失和目标类型解析声纳接收到的目标回波强度，再根据阵元灵敏度、衰减器衰减倍数、DA位数，计算得到回波信号幅度；

步骤4：然后根据目标类型和目标的方位、距离、姿态信息，建立多亮点目标模型，获得回波亮点数和各亮点的方位、距离、幅度值。

步骤5：再根据声基阵阵型参数以及目标位置和本舰的姿态信息，计算各亮点回波信号在每个阵元上相对于参考点的接收时延；

步骤6：最后根据获得的所有多亮点信息，生成多亮点回波信号，叠加合成每个阵元收到的主动目标回波信号。

优选的，在所述步骤1中，发射信号形式采用单频CW和双曲调频HFM两种；

其中，

单频信号根据输入的中心频率f₀、信号脉宽T信号参数，按照下述公式生成相应的发射信号：

s(t)＝exp(j2πf₀t),t∈[0,T]；

双曲调频信号根据输入的中心频率f₀、信号脉宽T、信号带宽B信号参数，按照下述公式生成相应的发射信号：

s(t)＝exp[j2π(f₀²-B²/4)T/B·log(1+t·B/T/(f₀+B/2))],t∈[0,T]。

优选的，所述步骤2具体包括如下：

假设目标和本舰均作匀速直线运动，设定目标的初始方位距离、目标、本舰的航速航向信息以及每个扫描量程的开始时刻，解算每个量程目标相对本舰的方位距离和姿态角、径向速度信息；

以本舰初始位置为参考点，第i个量程起始时刻的本舰位置的解算公式为：

式中：