声纳信号预处理的窄带信号提取技术研究
,声纳信号预处理的窄带信号提取技术研究
颜科峰卢爱国
,中国船舶重工集团公司第第一五研究所杭州,,,::,,
摘要
吊放声纳设备在协同作战时,为了避免协同设备间的相互干扰,同型号的两台设备需要工作在不同的频带,每台设备的工作频
,,。带有比较严格的要求而这种要求用常规的有源滤波器或无源
滤波器都很难实现设计要求文章提出了一种新的窄带信号获取技术，:
,,关键词调制晶体滤波器窄带信号 |
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从功能的复杂程度来看第二级的预处理功能最复杂,,引言 ,。,而且可做增减的内容也最多在做第二级的预处理时滤,波器是一个重要的环
节常用的滤波功能都用运算放大器,吊放声呐在直升机协同作战
时由于协同战机声纳的,,,,:设计的有源滤波器或无源滤波器来实现。由于多，:,,目标信号与被探测目标相比频率相近而协作战机声纳的
数声纳设备工作在音频范围内因此满足要求的无源,，:
,,如果采用常规的前置预处理技术在工目标信号要强很多,滤波器实物往往体积和重量都比较大在设备小型化的今,协作战机声纳
的目标信号可能会使本设备的接作频带内,。
,天很多场合都被有源滤波器替代但是有源滤波器和无
,,受通道信号限幅从而对所要探测的目标产生影响因此需,,,,滤波器在值高的时候都存在稳定性问题。而石英:源，:, 。
要有一种技术使声纳设备窄带工作值高,矩形系数可以做到,从而可以做到窄
晶体滤波器的, |
,,,。,理即通常所说的信号预处理一般分为三个步聚如图
为了能够用到石英晶体滤波器的窄带工作性能又能使所示。,,其频带适合水声信号的工作要求本文提出了一种先进行
。频率搬移再滤波再进行频谱搬移的方法
频谱搬移及晶体滤波器实现的窄带信号,图预处理流程,提取技术
根据水听器接收到的信号及水听器的等效阻抗,前级根据以上描述,声纳信号的前置预处理功能如图所 ,预处理一般做简单的放大及阻抗转换或再加简单的低频抑 | |
,制功能使其输出稳定可靠的信号满足第二级处理要求第示。二级处理根据设备的工作频率和幅度以及模数转换器的选
、、时控增益或自动增益控制等功能的设择等要求进行滤波,第二级预处理根据系统通道放大量的要求进行信号幅计度的条理从而使其输出不足模块转换器的最佳转换且信号。
通道的增益满足设备指标基于调制解调及晶体滤波器的预处理功能框图图,,,,收稿日期年月日修回日期年月日,,:,, , , ,:,, , ,,
,,,,。,,作者简介颜科峰男硕士工程师研究方向数据采集和传输
程舰船电子工年第期 ,:,,,,,, |
。调制解调及滤波的过程如图所示。上不作更改,
图频谱图,,图,,频谱图,,,, ,,,,
图窄带信号提取过程,,,。经过低通滤波器后信号频谱图如图所示,:,,:本振信号为一高频信号,作为载波把输入信号搬移的
。晶体滤波器的工作频带设本振信号为 | |
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前级输入信号为
,,,,,,,::,，,，,,,,Φ,Φ,?,,,,调制输出的信号为则,,,,,图频谱图,:,:,,,,,,,,,,,,,,,::,,::,,, ,,
:,Φ:Φ,
,,,,,:,,::,,,，:,,::,，,Φ:Φ,Φ:Φ, 结语,,,,,设滤波器的工作频带为衰减系数ΦΦ?
Φ，Φ,, : , ,,,参考原始输入信号的频谱图可见已成功提取出,,,,,,为则滤波器输出波形为,,, ,的调频信号。通过仿真说明采取本文提出
,，?,::，，,,,,,,,,:,,,::,，,,ΦΦ?Φ:Φ,
,,,的先进行频率搬移再滤波再进行频谱搬移的方法可以成功,,解调后输出信号为,,,,利用石英晶体滤波器的窄带工作性能保证本设备的工作
,,,,,,,,, 频带且与协同设备的工作频带分开可以避免协同设备间 ,,,:,,,::,::,,,,,,, ,:Φ,Φ:, , |
,,,,,:,:,,,,::,,,,ΦΦ:,
,假设某声纳设备在协同作战时其工作频带在,，?，,协同设备的工作频带在根据晶体滤,,::，,,，，,?,::，,参考文献,波器的实际工作频带我们选择本振
,::，，,:,::,,，，,
,根据窄带信号的提取流程,最后输出信号信号为,,,，，,,可以包含本设备的工作频带,,,的理论带宽为,，，,?,,:，,
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。。且与协同设备的工作频带分开满足设计要求,,:,:,:,,,:,,;:,:,,,,,,,,～,,,;,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, | |
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,,,,,,孙明太航空反潜概论北京国防工业出版社,,,,,,,,, 仿真及实现
,,,,,,,孙明太航空反潜战术北京军事科学出版社,,,,,::,, ,,,,通过仿
真,假设前级输入信号,,,,, ,,, , ,, , 刘孟庵,连立民水声工程,, 杭
州,浙江科学技术出版社,为,,,,, 的调频信号时域图如图所示频谱图如,,,，，,?,::，,,,::,,所示。图,、,,,,,,吴湘淇信号系统与信号处理北京电子工业出版社,
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,,,,约翰逊约翰逊穆尔有源滤波器精确设计手册,,，，,，,,
,,经的本振信号调制输出的信号时域图,,,，，,,,,,,,,李国荣译北京电子工业出版社,,,,,,,,如图所示频谱图如图所示,。,, ,,,,,冯兴梧宇航计测技
术窄带晶体滤波器的研制,,,,，,，,
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,,,,李少凯刘承承李刚磊数字通信信号小波变换尺度选取问 ,:, | |
,,,,,题研究计算机与数字工程，,,, ,:,: | |
,,,,黄文梅熊桂林杨勇信号分析和处理语言及应,,,,,,，,,,,,,,用北京国防科技大学出版社,,,:::, 图,,时域图图,,频谱图,,, ,,,, ,