基于 LabVIEW系统的水声测向方法设计

LabVIEW是 NI（美国国家仪器）公司推出的一种虚拟仪器系统,包括图形化的可编程语言及多元化的硬件设备。基于该系统的水声信号采集系统常用于水声应用中。本文结合常用的互功率谱测向方法与 LabVIEW虚拟仪器系统,分别设计基于标量水听器和矢量水听器的水下声源测向方法。基于 LabVIEW虚拟仪器系统的设计可以提高开发灵活性,缩短开发周期并减少开发复杂度。通过验证基于虚拟仪器系统在互谱测向应用中的可行性,为未来开发水下设备提供一个新的思路。     

单矢量水听器基于互谱测向的多目标分辨

利用单个矢量水听器可以测出目标声源的方位,提出了一种利用单矢量水听器基于互谱测向的多目标分辨方法。利用互谱测向方法计算出测量过程中各个目标的方位变化轨迹,画出方位历程图,根据方位历程图选择目标方位相差比较大的时刻,根据方位信息提取出各自目标声源的特征谱;只要目标声源的特征谱不重合,就可以分辨出多个目标。本文结合仿真说明了分辨2个目标的方法和计算过程,利用本方法可以分辨2个或更多目标。     

一种提高分裂阵频域波束形成测向分辨力的方法

为了提高声呐系统对目标方位的分辨能力,本文提出一种分裂阵频域波束形成方法,即超波束互谱测向法。通过将超波束方法得到的方位谱加权到互谱方法得到的波束形成结果上,从而得到最终的波束输出结果。超波束互谱测向方法的优点是既能够降低主瓣宽度,抑制旁瓣,提高测向分辨力;又能够保留相位信息,为后续谱分析应用提供参考。实验室水池测试结果表明,利用阵元间距为0.016 m的16元均匀直线阵,对于37.5 kHz的声信号,采用超波束互谱方法进行波束形成与单纯采用互谱方法进行波束形成相比较,在0°和60°方位上的波束主瓣宽度分别减小了3.8°和6.9°,旁瓣幅度降低超过30 dB,测向分辨力得到明显提高,从而验证采用超波束互谱测向方法提高测向分辨力的可行性和有效性。     

一种提高分裂阵频域波束形成测向分辨力的方法

为了提高声呐系统对目标方位的分辨能力,本文提出一种分裂阵频域波束形成方法,即超波束互谱测向法。通过将超波束方法得到的方位谱加权到互谱方法得到的波束形成结果上,从而得到最终的波束输出结果。超波束互谱测向方法的优点是既能够降低主瓣宽度,抑制旁瓣,提高测向分辨力;又能够保留相位信息,为后续谱分析应用提供参考。实验室水池测试结果表明,利用阵元间距为0.016 m的16元均匀直线阵,对于37.5 k Hz的声信号,采用超波束互谱方法进行波束形成与单纯采用互谱方法进行波束形成相比较,在0°和60°方位上的波束主瓣宽度分别减小了3.8°和6.9°,旁瓣幅度降低超过30 d B,测向分辨力得到明显提高,从而验证采用超波束互谱测向方法提高测向分辨力的可行性和有效性。     

基于PXI-4461和LabVIEW的水声信号采集系统设计

文章讨论了在LabVIEW编程过程中如何实现数据采集、信号处理和信号分析,并在此基础上设计了一种水声信号采集系统。该系统以NI公司的PXI-4461采集卡作为硬件平台,对水声信号进行采集,并具有存储、回放、信号处理、信号分析等功能,得出了目标信号的时延数据。实验证明:该系统具有设计简单、操作方便、能实现高速采集和实时图形显示等优点。     

基于LabVIEW的应答式水声定位系统目标模拟器

文章利用LabVIEW和VC作为软件开发平台,PXI4461采集卡等作为硬件平台,开发虚拟信号模拟器,可模拟应答式水声定位系统测阵、导航与定位监测的应答器的应答声信号,在实验室模拟还原整个研练保障的测量过程。     

基于LabVIEW的集成电路测试系统的设计与实现

本文介绍了一个多功能舰艇导航设备集成电路温度及电子特性测试系统。首先根据测试需要,对测控硬件系统进行设计;然后根据功能要求设计参数设置、温度测控、模拟及数字信号产生等子程序,并实现了测试数据的采集与处理、报表生成等功能;最后,通过调试使该系统的各项功能达到要求,且运行效果好,测试效率高。     

基于LabVIEW的超声波检测仪设计

以磁致伸缩效应导波传感器原理,应用单片机、便携式数据采集卡和虚拟仪器技术开发了超声波检测系统。详细介绍了系统的构成原理,以及应用虚拟仪器升发平俞LabVIEW开发检测系统的软件程序,运用数据采集技术和数字滤波技术对数据进行处理。得到缺陷信息。该系统具有非接触、快速和大范围检测的特点,并进行了实验,验证了该检测系统能达到满意的结果。     

基于LabVIEW的舰船主机遥控系统的设计和开发

为了保障舰船柴油主机的可靠运行,主机遥控系统的开发和优化具有重要的意义。主机遥控系统可以对舰船柴油主机远程监控,实时的对其工作参数调节,对柴油主机的性能有很大影响。本文系统介绍船舶柴油主机的遥控系统工作原理,并针对该遥控系统,结合Lab VIEW可视化编程技术对其进行自动化和控制上的优化,建立基于Lab VIEW的舰船柴油主机远程遥控系统,进行模拟和仿真实验。     

基于LabVIEW的虚拟仪器设计研究

文章介绍了基于LabVIEW软件虚拟仪器的技术特点和设计方法。虚拟仪器的关键技术是应用软件,仪器的主要功能多是由软件来实现的,所谓＂软件即仪器＂。目前武器装备多采用单一模拟器技术,无法真正实现装备的实际性能,对部队战斗力提高有非常大的阻碍。使用虚拟仪器不但可以节约大量模拟设备的经费投入,而且能够提高部队训练的质量与效率。与目前大多数模拟设备相比,虚拟仪器能够让武器装备使用人员主动参与武器装备的生产过程甚至是设计过程,有利于使用者进行主动和探索式学习,成为部队战斗力的倍增器。     

声场模型的海洋水声信道通信系统研究

海洋环境通常复杂多变,时常受到时变、频变、空变随机特性及噪声引起的各种干扰,造成海洋水声信道中的通信过程中存在着严重的信号失真和畸变,极大地降低了水声通信系统的可靠性和有效性。因此对水声信道进行研究和特性分析,对于设计水声通信系统而言意义重大。本文进行基于声场模型的海洋水声信道通信系统中的信道分析与仿真,采用Kraken简正波模型对海洋信道通信系统的传播损失特征进行分析。仿真结果表明,Kraken简正波模型应用于海洋信道通信系统传播损失特征分析的可行性和有效性。     

基于光电复合缆的水声信号采集发射传输系统

众所周知水下电磁环境复杂,在水下采用电缆传输电信号非常容易受到海洋电磁环境干扰,并且随着距离的增加,电信号受到干扰和衰减也就越大。因此水下中长距离的信号传输采用光电复合缆传输是一个比较好的选择,光纤用来传递水声信号,电缆用来传输电力。因此本文设计了一种基于光电复合缆的水声信号采集发射传输系统,能够很好地解决上述问题。本设计将要采集和发射的水声模拟信号在采集发射端和主机端转换成光信号,端到端之间的传输采用光信号,而采集发射端的供电则由光电复合缆的电缆提供。     

基于矢量传感器的水下运动目标测向的研究

将基于二维压差式矢量传感器的声压振速联合处理技术应用于水下运动目标测向算法研究中,在小尺寸和低频条件下,实现了对水下运动目标的精确测向。研究了传感器尺寸、信噪比对算法性能的影响,并采用实测辐射噪声对算法性能进行了分析。仿真和实验结果表明,该测向方法具有基阵尺寸小、测向精度高的特点。该研究为水下运动目标的方位估计提供了一种有效的技术途径。     

基于长基线水声定位系统水下定位技术初步应用研究

长基线定位系统(Long Baseline),简称LBL,是一种高精度深水水下定位系统。文章在介绍了国内外LBL发展现状基础上,通过松花湖LBL水下定位系统试验,介绍了其定位理论和方法,解决了50 m水深海底信标布放、固定及回收问题,探索了海底应答器相对校准(基线校准)、绝对校准方法,确定了定位标的跟踪定位方式,形成了相对完整的LBL水下定位流程和方法体系,得到了高精度水下定位数据,为实际工程应用提供了真实的理论基础。     

基于光电复合缆的水声信号采集发射传输系统

众所周知水下电磁环境复杂,在水下采用电缆传输电信号非常容易受到海洋电磁环境干扰,并且随着距离的增加,电信号受到干扰和衰减也就越大.因此水下中长距离的信号传输采用光电复合缆传输是一个比较好的选择,光纤用来传递水声信号,电缆用来传输电力.因此本文设计了一种基于光电复合缆的水声信号采集发射传输系统,能够很好地解决上述问题.本设计将要采集和发射的水声模拟信号在采集发射端和主机端转换成光信号,端到端之间的传输采用光信号,而采集发射端的供电则由光电复合缆的电缆提供.     

舰艇编队水声对抗系统需求分析

针对水面舰艇编队水声对抗作战的特点,分析了水面舰艇编队水声对抗系统需求以及舰艇编队的配置要求,研究了编队水声对抗系统的组成及功能,并进一步讨论了水面舰艇编队水声对抗作战的指挥特点.对水面舰艇编队水声对抗系统的发展以及编队水声对抗作战指挥方式的研究都有重要的参考价值.     

声类比水下圆柱绕流声学特性研究

本文以三维刚性圆柱为研究对象,开展了基于大涡模拟和Lighthill声类比理论的混合数值模拟方法研究,确定了合适的声学计算模型参数。结合噪声频域特性和声学指向性,对比分析了不同雷诺数(Re=4.3×10~4、Re=1.0×10~5、Re=1.8×10~5和Re=2.5×10~5)、不同间距比(L/D=2、3、4和5)和不同排列方式(串联、并联和交错45°)下有限高单圆柱及双圆柱的水动力噪声特性,讨论了雷诺数、间距比以及排列方式对圆柱绕流水动力噪声的影响,为实现水下钝体和航行器流噪声的精确预报提供了详细的数值模拟方法指导。     

基于水声通信的水下机器人协作技术研究

以水下机器人的控制与协调应用为背景,提出一种基于水声通信的水下机器人协作控制方法。本文首先对水声通信进行介绍,包括水声信道特点及调制方法,然后介绍水下机器人的协作方法,并给出水下机器人的整体设计,通信模块采用了水声通信中的OFDM技术,实验结果表明,该通信方法具有较低的误码率及较高的通信速率。     

基于纳米技术的水声装备研究展望

纳米技术的出现和发展为提高材料性能提供了一个崭新的途径.文章针对纳米材料特性,阐述了纳米技术在水中装备的潜在应用.