水聲目標信號獲取的陣列處理及DSP實現(xiàn).pdf

1、在水聲目標特征分析、參數(shù)估計及分類識別等處理中，獲取的目標信號質量是決定處理效果的關鍵，為了在強的背景噪聲及環(huán)境污染中得到高信噪比（或高信干比）的目標信號，波束形成陣列處理是最有效的途徑。波束形成實質是將空間不同位置的傳感器接收信號通過延時或移相達到信號的同相疊加，從而提高信噪比。因此無論是時域還是頻域波束形成，延時或移相的誤差將可能使寬頻帶信號產生失真。本論文詳細分析研究了波束形成產生水聲目標信號失真的各種因素，研究設計了減小信號失真

2、的有效波束形成方法，并采用TigerSHARCTS201處理器的并行處理結構對算法的任務進行合理分配，完成了線列陣水聲目標信號獲取及特征分析實時處理系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)。論文完成的主要工作如下:
　　 首先，基于均勻線陣給出了常規(guī)波束形成的時域與頻域實現(xiàn)方法，并分析了算法在單片DSP的執(zhí)行情況，同時分析了在不同信噪比下波束形成算法對目標信號的增益情況。緊接著分析了波束形成中延時誤差對信號失真程度的影響并給出產生延時誤差的主要因素:時

3、域抽樣、平面波假設、陣列位置誤差和方位估計誤差等及其影響分析。
　　 其次，分別從時間域與空間域兩個角度進行分析。在時間域上，為了對信號進行準確的延時，采用數(shù)字內插濾波器實現(xiàn)信號的升采樣并通過設計FIR濾波器實現(xiàn)延時量小于采樣周期的延時，同時通過校正陣列位置誤差得到精確的延時量;在空間域上，分析了通過最小二乘法、空間采樣法實現(xiàn)恒定束寬的原理，并對其進行改進，同時給出了其對應的時域實現(xiàn)方法，使得信號的高低頻部分具有同樣的增益。同時

4、，對于存在干擾的目標信號，通過設計最佳空間濾波器獲取干擾波束的信號，再進行抵消得到目標波束的信號。
　　 最后，就算法的DSP實現(xiàn)的硬件平臺進行了介紹，介紹了TigerSHARCTS201的結構特點，并給出了多DSP并行結構的設計方案，以提高DSP處理芯片的處理效率。設計了線列陣水聲目標信號獲取及特征分析實時處理系統(tǒng)總體框架，設計并實現(xiàn)了數(shù)據采集、數(shù)據管理、高保真波束形成、目標特征分析和跟蹤、主機顯控及人機交互等功能模塊。整個系