基于LED的水下目标高速摄像照明系统设计

分析水下光学的性质和水下照明的特点,提出基于LED的水下目标高速摄像照明系统方案。对某典型水下高速摄像照明系统进行了详细设计。对不同照射距离及光源角度配置的LED阵列进行了光学计算及仿真讨论了仿真结果。进行了水下高速摄像照明系统试验并给出了试验结果。     

水下视距无线光通信性能仿真与分析

水下无线光通信在海洋研究、水下工程建设等具有重要意义,并且随着通信技术的发展,对水下通信提出了更高的要求。本文通过组合反射体将光源的发散角扩大到360°,然后建立基于MANET和AODV的自组织通信网络,最后搭建仿真环境,进行网络不同节点数和节点移动速度不同时的性能仿真。     

水下非视距无线光通信性能仿真

水下无线光通信是一种利用海水作为传播介质的光通信方式,包括有视距和非视距2种通信方式。非视距光通信是一种利用水中微粒对光的散射进行数据传输的通信模式,具有非视距传输、抗干扰和保密性强等优点,在军事领域得到广泛关注。本文构建水下非视距无线光通信模型,对系统的通信性能进行仿真。     

大气光通信中调制技术的研究

以气体放电灯作为大气光通信的光源,分析了光源的工作原理及特性,对调制方式进行了选择,设计实验电路并进行了一系列调制实验,最后提出一种基于电子镇流器的大气光通信BFSK调制方法.     

半导体照明技术在水下探测设备中的应用研究

针对目前水下照明设备所使用的光源存在的不足,分析了海洋光学的性质和水下照明特点,探讨了利用半导体照明技术(LED)替代目前水下探测设备中的照明系统的应用.使用光学仿真设计软件进行了照明设备的光学设计,设计了照明设备的原理样机并进行了实验室测试,测试结果表明达到了预期目标.     

数字阵列实时信号处理在船舶通信中的应用研究

近年来,数字阵列信号处理技术发展迅速,被广泛用于通信、雷达以及医学成像等方面。本文以船舶通信为应用背景,对数字阵列信号处理在船舶通信中的应用进行研究,给出一种舰载超短波相控天线阵列的通信方法。实验结果表明,本文给出的超短波相控阵天线能够有效抑制干扰信号,提高通信系统的辐射功率。     

基于电子罗盘的水下云台控制系统

海水对蓝绿光的衰减要比对其它波长的电磁波和光波的衰减小得多,因此这也成为水下光通信的物理基础。为了更好地开展水下光通信的试验,文章设计了一种可用于调整水下激光发射机姿态的控制系统。通过电子罗盘获得当前时刻系统的俯仰及横滚角度,然后通过控制系统及随动系统调整云台转到合适的位置,使得发射机处于一个较理想的姿态。该系统具有良好的人机交互界面,便于操作者对水下发射系统进行操作。     

基于LED的船舶间可见光通信技术改进

为解决常规船舶可见光通信技术的容易受外界光源干扰,导致通信能力减弱等问题,提出基于LED的船舶间可见光通信技术改进与实现。通过引入数字信号处理模块,优化信号处理单元优化,实现基于LED的船舶间可见光通信技术改进。依托可见光滤波、LED驱动电路设计,最终完成基于LED的船舶间可见光通信技术改进与实现。通过实例分析证明,改进后基于LED的船舶间可见光通信技术,相比于常规船舶可见光通信技术,传输速率提高21%,具有较强的抗干扰能力,可以有效保障通信的准确性,更适用于船舶通信。     

基于模拟退火法的水下多元线阵阵列误差有源校正方法

本文提出一种基于模拟退火法的远场阵列误差有源校正方法,以解决水下多元线阵存在的阵列误差问题。此方法将分时工作校正源置于不同位置用于辅助校正,结合无条件最大似然方位估计算法构建目标函数,并利用模拟退火法进行阵列误差寻优。利用此方法进行性能仿真实验,结果表明:该方法校正精度高、鲁棒性好,具有较好的应用前景。     

水下可见光通信信道空间特性研究

本文详细分析海水信道的光学特性,梳理光在海水中衰减的主要影响因素,建立以叶绿素浓度为衡量指标的生物光学模型;并通过研究高斯光源分布函数、媒介光传输函数,建立高斯光源的光束传播函数模型;以此为基础,开展多种水质情况下的仿真实验,为水下可见光通信的信道空间特性研究提供完整可行的方法参考。     

水下目标深度测量误差源分析

首先研究了在深海环境下,采用基于三阵元垂直线列阵的水声探测系统进行水下目标深度测量的基本原理.然后从随机误差和阵元配置偏差的角度,对水下目标深度测量的误差源进行了理论分析,并推导了相关公式.此外,对于相干多途水声信道干扰给水下目标深度测量精度的影响,也作了初步的理论分析.通过仿真实验,总结出各误差源对水下目标深度测量精度影响的规律,研究结果为进一步开展水下目标深度测量研究、提高测量精度奠定了基础.     

水下语音通信系统的实时实现

在分析G.723.1编解码算法的基础上,设计了基于该算法的水下语音通信系统。对水声通信系统中的发射和接收部分进行了研究,并在仿真试验基础上,完成了编码调制、均衡和解调在硬件系统上的实时实现。     

基于FPGA的水下声脉冲通信PPM系统设计

在水下通信领域,由于物理场的限制,以声波作为载体的水声通信是解决水下远距离信息传输的唯一方法。水下声脉冲通信的发展对调制技术提出了更高的要求,脉冲位置调制（PPM）有较高的平功率利用率和传输速率,能够很好地满足实际需求。该设计介绍了脉冲位置调制的原理,详细阐述了脉冲位置调制解调设计方法并基于FPGA对PPM调制解调进行了设计,并用Quartus软件进行时序仿真,验证了设计的正确性。     

拖船操纵运动与水下拖曳列阵的耦合运动分析

建立了拖船操纵运动与水下拖曳列阵的三维非线性数学模型,求解了在脐带非线性缆力作用下的运动方程,模拟了拖曳系统在几种典型状态下其缆索的形态变化,以及列阵张力变化。     

水声MIMO-OFDM通信系统中基于导频的信道估计算法研究

正交频分复用(OFDM)和多输入多输出(MIMO)的结合可以有效地对抗多径衰落和码间干扰,大幅度提高水声通信系统的信道容量和传输效率,在高速水声通信中有着重要的发展前景。在分析梳状导频水声MIMO-OFDM通信原理的基础上,结合水声通信及信道传播特点,建立了信道模型,研究水声MIMO-OFDM系统中的信道估计原理和LS(最小平方误差)、MMSE(最小均方误差)算法。通过仿真试验比较两种算法在信道估计中的性能差异,为实际系统设计提供了理论参考。     

船载多目标水声跟踪系统的实时阵列信号处理

本文介绍一种船载多目标水声跟踪系统，它以多片ＴＭＳ３２０Ｃ２５ＤＳＰ为核心采用并行处理技术，以达到对下快速目标实时准确定位的目的。     

基于单一线列阵的水下测速技术研究

利用水下声音可有效传播特征,提出了利用单一线列阵测试水下运动目标速度的方法．利用不同时刻运动目标和线列阵之间的几何关系,建立了速度测试的数学模型．本文介绍了最大拟然算法和信号相位匹配原理算法,用于高精度求解运动目标的方位角（DOA）．对速度测试误差影响的关键因素进行了分析,提出了测试系统组成：在运动目标相隔一定距离部位上安装两发射不同频率的换能器,在距运动目标不远处布上装有电子罗盘和深度传感器的线列阵,同时配备有信号采集记录仪．推导了系统特别是线列阵的参数要求．考虑工程上实际误差并进行仿真计算,仿真计算表明,一个孔径小于1m的16元阵均匀线列阵的速度测试误差小于4％．消声水池和水库试验进一步验证了模型和仿真计算的正确性．     

水声通信及其在潜艇通信中的应用

介绍了水声通信的特点、系统组成和发展现状,提出了采用水声通信作为水下中、远距离通信手段的结论;分析了复杂多变的水声信道特点及水声通信所要解决的关键技术,探讨基于水声的水下无线通信在海军潜艇通信应用的前景。     

直接序列扩频水声通信技术研究

水声通信技术随着当代通信技术与计算机技术的发展逐渐在通信领域中占据重要地位。由于水声通信与无线电通信的极大不同,所以在研究的问题和难度上都存在着很大的差异。多径干扰是水声通信信道与无线电通信环境中共同存在的干扰影响。为解决多径干扰问题,首先对扩展频谱通信技术进行介绍,并重点对直接序列扩展频谱通信技术的组成和功能进行研究,通过系统仿真,分析直接序列扩展频谱通信的特点,验证直接序列扩展频谱水声通信系统抗多径干扰的性能。     

新型温差能驱动水下滑翔器系统设计

温差能驱动水下滑翔器使用海洋温差能作为驱动能源,只使用少部分电能用于控制和传感系统,其巡航范围和工作时间远远大于其它种类的水下航行器,与电能驱动水下滑翔器相比也具有明显优势.文章给出了温差能驱动水下滑翔器各功能模块设计和试验,并进行了总体系统的水域试验,验证了系统设计的有效性.