相关噪声背景下声矢量阵目标方位估计

传统的矢量水听器数据处理方法将单个矢量水听器的输出用一复数向量来表示,没有充分利用矢量水听器各振速通道的正交特性,为此提出了用复四元数对矢量水听器的输出数据建模,将矢量水听器输出的三个振速分量用复四元数的三个虚部表示,保留了矢量水听器各阵元的正交性,对相关噪声有较好的抑制能力。针对声源的非平稳特性,将观测数据分成多个子段,计算每个子段的协方差矩阵并进行向量化处理,通过一正交映射,消除干扰噪声,最后对去除噪声的伪协方差矩阵做特征值分解,利用MUSIC算法原理建立目标的方位估计公式。算法降低了对声源信号平稳性要求,对相关噪声有较强的鲁棒性。     

基于ICA的单矢量水听器多目标分辨

单矢量水听器利用目标信号的声能流进行测量,可有效抑制各向同性干扰,提高目标信号的信噪比,从而实现目标的波达方向(DOA)估计。但若存在多个目标时,单矢量水听器测量的是各信号声能流的矢量和,因此无法估计单个目标的方位。本文将独立分量分析(ICA)原理与单矢量水听器技术相结合,提出一种新的单矢量水听器多目标分辨算法。在目标信号方向未知的情况下,该方法可对矢量水听器的导向矢量实现盲估计,并分离出各独立目标信号,进而利用声能流逐次分辨出各独立目标信号。仿真实验证明了算法的有效性。     

PLC控制的船用电机驱动系统

传统船用电机驱动系统极易受到海上复杂环境的影响,为了解决传统系统中存在的抗干扰性差的问题,引入PLC设备对船用电机驱动系统进行优化设计。在传统的硬件系统上安装PLC控制元件,并对系统电路进行整改,通过编写船用电机启动控制程序和停机控制程序,实现系统的软件设计。经过系统测试得出结论:在噪声干扰环境下,传统船用电机驱动系统与PLC控制下的船用电机驱动系统的运行成功率均为100%,但PLC控制下的船用电机驱动系统比传统系统的信号波动幅值低4.0,因此具有更高的抗干扰能力。     

利用小波变换对MEMS矢量水听器信号处理

为解决对水上未知目标的定位估计,充分利用接收信号,提出一种基于小波变换与傅里叶变换相结合的信号处理方法。采用中北大学研制的十字梁结构的MEMS矢量水听器接收声源信号,通过后续电路把声压信号转换成电压信号。先进行窄带滤波,保存有用信号频带;然后选择合适的小波阈值及小波基对信号进行小波降噪处理,减少低频噪声干扰,提高输出信噪比,为后续的信号处理及水声定位提供便利;最后基于MUSIC算法,结合直方图法进行目标方位估计,仿真结果表明,这种方法将定位精度提高到3°。     

船用计程仪信号设备的虚拟检测技术系统设计

传统的船用计程仪信号设备检测技术系统由于技术落后导致检测精准度低,为此设计虚拟检测技术系统对船用计程仪信号设备进行检测。虚拟检测技术系统的硬件设计包括传感器、数据采集设备、电路等,主要对接口电路与外围电路进行设计;虚拟检测技术系统的软件设计包括数据采集模块、数据处理模块以及数据显示模块。通过硬件与软件的设计,实现了对船用计程仪信号设备的检测。经过实验发现,设计的虚拟检测技术系统的检测精准度平均值比传统系统的检测精准度平均值高出10%,说明设计的虚拟检测技术系统具有极高的有效性。     

单矢量水听器四阶累积量MUSIC算法对信号DOA的估计

针对传统MUSIC算法的局限性,提出了一种基于高阶累积量的单矢量水听器MUSIC算法.这里将单个矢量水听器理解为一个标量传感器阵列,按照阵列信号处理的原理对其输出的标量场和矢量场信息进行联合处理,该算法先构造四阶累积量矩阵,代替传统MUSIC算法中的阵列协方差矩阵,对四阶累积量矩阵采用MUSIC算法作方位估计.仿真结果表明,借助高阶累积量的方法,在高斯白噪声下,MUSIC算法能完全抑制高斯白噪声的影响,在高斯色噪声条件下,该方法还是能获得高分辨率的估计.湖试结果也表明,文中算法有更好的目标方位估计性能.     

NEMS矢量水听器的海上实验研究

NEMS矢量水听器是可以接收来自水下二维空间声音信号的一种新型仿生结构。在室内研究的基础上进行海上实验,对单个NEMS矢量水听器采集的船辐射噪声进行处理。结果表明,单个NEMS矢量水听器能够在真实的海洋环境中对运动的目标进行航迹跟踪;利用CZT方法能够对海上运动目标进行特征线谱分析,提高了在局部频段内的分辨能力,频率分辨力可达0.32 Hz。     

一种基于线阵的舰船辐射噪声空间分布特性分析方法

传统的舰船辐射噪声空间分布特性是用单水听器法分析获得的.由于单水听器是无指向性的,无法满足舰船辐射噪声向低噪声发展的测试需求.本文采用恒定束宽波束形成技术,分析处理基阵获取的舰船辐射噪声数据,提高了输出信噪比,克服了经典宽带波束形成技术的数据失真问题,并得到舰船辐射噪声的空间分布特性.     

三维同振柱型矢量水听器的制作

作为水下信号探测的主要器件,水听器的好坏直接影响到探测器的接收性能.本文研究了一种三维矢量水听器,该水听器基于压阻加速度计设计,采用同振原理,可以测量水中声场的矢量信息.文中介绍了矢量水听器的结构以及表征参数,给出了三维同振柱型矢量水听器的设计过程,详细描述了该水听器的制作工艺,采用高频低衰减低渗水聚氨酯做为灌封的主要材料,该材料具有较高的透声系数.最后利用室内校准装置对研制的矢量水听器进行了测试,得出了该矢量水听器具有余弦"8"字指向性,并给出了三路信号的频响曲线.     

红外线阵探测器驱动电路的低噪声设计

论文首先介绍了红外线阵探测器的系统组成和各个组成部分的功能,详细分析了红外探测系统的噪声来源,并结合实际经验,从软件到硬件电路设计,总结了降低噪声的方法,最后通过分析实验数据,得出红外线阵探测系统输出信号的噪声均方差（RMS）等于0．68mV,计算得到中波线阵探测器的NETD等于80ink,长波红外探测器的NETD等于40mK。实验数据显示通过采用本文低噪声的设计,驱动采集电路达到了比较低的噪声值,红外焦平面探测系统总体成像性能达到理想效果。