低频宽带多波束声呐系统设计及试验研究

声学方法探测沉底及掩埋小目标在沉埋雷探测、海洋油气田管线定位等军民技术应用领域有着迫切需求及重要意义。文中概述了浅地层剖面仪、合成孔径声呐及海底三维成像系统等几种主流声学探测沉底及掩埋目标技术装备的现状及特点,分析了各自优势及存在的不足。并针对沉底及掩埋有限长管线目标探测需求,分析了低频宽带多波束声呐探测沉底及掩埋有限长管线目标的混响抑制及空间分辨能力,设计了系统的技术指标、使用方式、声探测基阵技术方案、硬件技术方案、信号处理流程、软件界面及软件处理流程,归纳总结了文中设计的低频宽带多波束声呐系统特点,在湖上完成了沉底有限长管线目标的试验验证。结果表明,低频宽带多波束声呐能可靠并有效地探测沉底管线目标。

基于FPGA的串行多节点数据采集传输系统的应用研究

多节点分布式传感器的数据采集与传输系统有着广泛的应用,其物理层实现主要分为串行及并行两种方式;针对特定的应用场景,选用串行传输的实现方式,设计以FPGA芯片、RS485芯片及AD芯片为核心的硬件平台,使用Verilog语言设计FPGA的RTL (register transfer level)逻辑代码,并在Modelsim中完成了功能仿真验证;最终实现了物理层为串行传输、传输层为总线模型的数据采集传输系统,该系统RTL代码设计简单,维护性强,可靠性高,占用芯片资源少,具有一定的工程应用价值。

基于LabVIEW的通用且可定制的数据采集处理软件设计

数据采集系统可将外界模拟信号转换成数字信号并输入计算机,随后在计算机上进行后续数字信号处理[1];在实际应用中,待采集的模拟信号一般来自各类物理场传感器,针对不同的应用场景、不同的传感器、不同的项目需求,一般需要定制化开发数据采集系统;得益于NI (National Instruments,美国国家仪器)公司开发的通用化硬件采集设备,用户在数据采集项目开发时只需着重考虑软件部分的设计工作,文章提出一种基于LabVIEW编程语言的通用且可定制的数据采集处理软件设计方法,即考虑可用于多个数据采集项目的通用性,又满足不同项目的定制化需求,注重软件复用性,提高项目开发效率。

被动声呐监测系统中目标跟踪算法的研究

被动声呐技术是监测水中目标的重要手段,由于水声信号在水中传播干扰较大,信噪比相对较低,所以水声信号的数据处理方法显得尤为重要。提出了一套被动声呐监测系统中的数据处理软件处理离散目标点的算法,算法以离散目标点之间距离与噪声谱的相关性为计算依据,将离散的目标点处理显示为连续的跟踪轨迹。该算法具有运算简单、数据处理量小的优点,目标数据经过处理后,原始数据中的噪点得到大幅抑制,同时增加了目标跟踪的连续性,最终得以从软件算法层面上改善被动声呐监测系统的性能。

基于参考模型的ISO14443通信模块验证方法

对符合ISO/IEC14443协议的射频通信接口模块RTL(register transfer level)设计提出一种更高效的验证方法,即在传统的VMM(verification methodology manual for SystemVerilog)验证平台中加入参考模型(reference module,RM)的参考模型验证方法。介绍了参考模型的设计方法并给出了部分伪代码,将设计好的参考模型嵌入到传统验证环境中进行前端RTL仿真,仿真结果表明加入参考模型的验证方法能提高验证的覆盖率。

LabVIEW编程中基于AMC框架的多机通讯实现方法

在一个多台计算机联合工作的大型软件系统中,系统内各计算机之间的通讯(以下简称"多机通讯")是保证系统正常运行的必不可少的一个重要技术环节,多机通讯的代码质量很大程度上决定了系统的稳定性与鲁棒性及系统运行速度。目前大部分系统的多机通讯实现主要是建立在如TCP与UDP等通用网络通讯协议上的,论文提出了多种在LabVIEW编程中基于AMC框架的多机通讯实现方法,并比较了它们的优缺点。

被动声纳基阵的数据采集与处理软件的设计与实现

在被动声纳系统中,被动声纳基阵用于监听水面、水下航行体的辐射噪声,基阵上的压力传感器可以将声信号引起的海水振动转换为电信号,"数据采集与处理软件"则负责对这些电信号的采集与处理,最终估算得到航行体相对于基阵的方向与其他航行状态。除了被动声纳基阵本身的性能外,"数据采集与处理软件"的代码质量很大程度上影响着整个被动声纳系统的性能,论文结合实际项目,从编程角度上详细描述了项目中"数据采集与处理软件"的设计方法,文中重点在于叙述软件的编程构架、数据流路径及设计要点,目的在于描述软件的编程方式与实现方法。

迭代维纳滤波在水声信号分离中的应用

论文对迭代维纳滤波在水声信号分离中的应用进行了研究,并根据特定目标声源信号的听觉特征先验知识,采用水声信号的听觉特征参数匹配度作为迭代收敛判据。迭代滤波能够逐渐消除干扰声源信号,模拟人类听觉系统的注意力机制,使滤波结果的听觉特征最大程度地与目标声源匹配。仿真试验结果表明,这种迭代维纳滤波方法在有干扰声源存在的情况下可以有效实现水声信号分离。