信号处理方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及信号处理领域。
【背景技术】
[0002] 在声纳设备研制和应用中，信源模拟器或声源发生器是不可缺少的重要组成部 分。由于实际声纳辐射信号多样性、海洋信道时空多变特性，对信源模拟器或声源发生器发 射信号的多样性、精确性和特殊性要求越来越高。信源模拟器或声源发生器研制的关键因 素之一在于任意频谱、谱级信号的设计，只有生成准确的信号，才能依据该信号进行各种参 数估计（声源发生器发射信号性能、接收阵传输系统幅频特性、幅度衰减特性、海洋信道时 空变化特性、目标分类识别准确特性）。然而由于信源模拟器或声源发生器中的功放幅频特 性在所需频带内非平坦的，如果对生成信号不进行相应处理就直接送入到功放前端，势必 会造成功放输出信号幅频特性在所需频带内非平坦的，并不满足信源模拟器或声源发生器 所需发射信号的幅频特性。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明实施例提供一种信号处理方法及装置，以对现有信号生成器 (信源模拟器或声源发生器）输出的生成信号进行进一步处理，最终输出在所需频带内平 坦的发射信号。
[0004] 在第一方面，本发明实施例提供一种信号处理方法，该方法包括：
[0005] 接收信号发生器发送的生成信号；
[0006] 提取所述信号发生器中的功率放大器在不同频带间的幅频响应函数；
[0007] 对所述信号发生器中的功率放大器在不同频带间的幅频响应函数进行求逆，生成 所述生成信号所需的幅频响应函数；
[0008] 对所述生成信号的时域形式做快速傅里叶变换后，生成带限信号；
[0009] 根据所述生成信号所需的幅频响应函数对所述带限信号进行滤波，生成滤波信 号；
[0010] 对所述滤波信号做逆快速傅里叶变换，生成所述滤波信号的时域形式；
[0011] 根据所述功率放大器的输入端的所需信号幅度对所述滤波信号的时域形式进行 幅度修正，对幅度修正后的滤波信号的时域形式进行功率放大，生成并输出发射信号。
[0012] 另一方面，本发明实施例提供一种信号处理装置，该装置包括：
[0013] 接收单元，用于接收信号发生器发送的生成信号；
[0014] 提取单元，用于提取所述信号发生器中的功率放大器在不同频带间的幅频响应函 数；
[0015] 第一生成单元，用于对所述信号发生器中的功率放大器在不同频带间的幅频响应 函数进行求逆，生成所述生成信号所需的幅频响应函数；
[0016] 第二生成单元，用于对所述生成信号的时域形式做快速傅里叶变换后，生成带限 信号；
[0017] 第三生成单元，用于根据所述生成信号所需的幅频响应函数对所述带限信号进行 滤波，生成滤波信号；
[0018] 第四生成单元，用于对所述滤波信号做逆快速傅里叶变换，生成所述滤波信号的 时域形式；
[0019] 输出单元，用于根据所述功率放大器的输入端的所需信号幅度对所述滤波信号的 时域形式进行幅度修正，对幅度修正后的滤波信号的时域形式进行功率放大，生成并输出 发射信号。
[0020] 通过上述方案，根据信号发生器中的功率放大器不同频带间的幅频特性（即幅频 响应函数），对其进行求逆得到生成信号所需的幅频响应函数，然后根据该幅频响应函数 对由生成信号生成的带限信号进行滤波，生成滤波信号，再根据信号生成器中的功率放大 器的输入端的所需信号幅度对滤波信号的时域形式进行幅度修正，最后对幅度修正后的滤 波信号的时域形式进行功率放大，生成并输出发射信号，该发射信号即为实际所需幅频特 性（所需频带内）平坦的信号。该方法简单有效，可满足实际任意频谱、谱级的信号发生器 发射任意信号的需求，便于工程应用。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图；
[0022] 图2为本发明实施例提供的一种信号处理装置的结构示意图；
[0023] 图3为现有信号发生器输出的发射信号频谱特性示意图；
[0024] 图4为应用本发明实施例提供的信号处理方法处理后输出的发射信号频谱特性 示意图。
【具体实施方式】
[0025] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施 例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026] 如图1所示，其为本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图。
[0027] 步骤S101，接收信号发生器发送的生成信号。
[0028] 其中，该信号发生器可以具体为：信源模拟器或声源发生器。
[0029] 步骤S102,提取信号发生器中的功率放大器在不同频带间的幅频响应函数。
[0030] 提取方法具体为在信号发生器中的功率放大器的输入端输入幅频响应函数平坦 的已知宽带信号，然后在信号发生器中的功率放大器的输出端提取功率放大器输出信号频 谱，在所需频带内通过输出信号频谱乘以已知宽带信号频谱倒数，即可得到功率放大器在 不同频带间的幅频响应函数。
[0031] 步骤S103,对信号发生器中的功率放大器在不同频带间的幅频响应函数进行求 逆，生成该生成信号所需的幅频响应函数。
[0032] 具体为，通过以下公式（1)根据信号发生器中的功率放大器在不同频带间的幅频 响应函数确定处理生成信号所需的幅频响应函数H(f):
【主权项】
1. 一种信号处理方法，其特征在于，所述方法包括： 接收信号发生器发送的生成信号； 提取所述信号发生器中的功率放大器在不同频带间的幅频响应函数； 对所述信号发生器中的功率放大器在不同频带间的幅频响应函数进行求逆，生成所述 生成信号所需的幅频响应函数； 对所述生成信号的时域形式做快速傅里叶变换后，生成带限信号； 根据所述生成信号所需的幅频响应函数对所述带限信号进行滤波，生成滤波信号； 对所述滤波信号做逆快速傅里叶变换，生成所述滤波信号的时域形式； 根据所述功率放大器的输入端所需信号幅度对所述滤波信号的时域形式进行幅度修 正，对幅度修正后的滤波信号的时域形式进行功率放大，生成并输出发射信号。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述信号发生器中的功率放大器 在不同频带间的幅频响应函数进行求逆，生成所述生成信号所需的幅频响应函数具体为： 通过以下公式根据所述信号发生器中的功率放大器在不同频带间的幅频响应函数，确 定处理所述生成信号所需的幅频响应函数H(f):
式中，HP(f)为所述功率放大器的在不同频带间的幅频响应函数，fs为采样频率。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述生成信号的时域形式做快速 傅里叶变换后，生成带限信号具体为： 通过以下公式对所述生成信号的时域形式做快速傅里叶变换后，生成带限信号 Sin (f)：
式中，sin(t)为生成信号的时域形式，f\、fh分别为所需频带上下限。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述生成信号所需的幅频响应 函数对所述带限信号进行滤波，生成滤波信号具体为： 通过以下公式根据所述生成信号所需的幅频响应函数H(f)对带限信号Sin(f)进行滤 波，生成滤波信号Stjut (f): Sout (f) = Sin(f)H(f), I ^ f ^ fs〇
5. -种信号处理装置，其特征在于，所述装置包括： 接收单元，用于接收信号发生器发送的生成信号； 提取单元，用于提取所述信号发生器中的功率放大器在不同频带间的幅频响应函数； 第一生成单元，用于对所述信号发生器中的功率放大器在不同频带间的幅频响应函数 进行求逆，生成所述生成信号所需的幅频响应函数； 第二生成单元，用于对所述生成信号的时域形式做快速傅里叶变换后，生成带限信 号； 第三生成单元，用于根据所述生成信号所需的幅频响应函数对所述带限信号进行滤 波，生成滤波信号； 第四生成单元，用于对所述滤波信号做逆快速傅里叶变换，生成所述滤波信号的时域 形式； 输出单元，用于根据所述功率放大器的输入端的所需信号幅度对所述滤波信号的时域 形式进行幅度修正，对幅度修正后的滤波信号的时域形式进行功率放大，生成并输出发射 信号。
6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一生成单元具体用于： 通过以下公式根据所述信号发生器中的功率放大器在不同频带间的幅频响应函数，确 定处理所述生成信号所需的幅频响应函数H(f):
式中，HP(f)为所述功率放大器的在不同频带间的幅频响应函数，fs为采样频率。
7. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二生成单元具体用于： 所述对所述生成信号的时域形式做快速傅里叶变换后，生成带限信号具体为： 通过以下公式对所述生成信号的时域形式做快速傅里叶变换后，生成带限信号 Sin (f)：
式中，sin(t)为生成信号的时域形式，f\、fh分别为所需频带上下限。
8. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第三生成单元具体用于： 通过以下公式根据所述生成信号所需的幅频响应函数H(f)对带限信号Sin(f)进行滤 波，生成滤波信号Stjut (f): Sout (f) = Sin(f)H(f), I ^ f ^ fs〇
【专利摘要】本发明实施例公开了一种信号处理方法及装置。该信号处理方法包括：接收信号发生器发送的生成信号；提取所述信号发生器中的功率放大器在不同频带间的幅频响应函数；对所述信号发生器中的功率放大器在不同频带间的幅频响应函数进行求逆，生成所述生成信号所需的幅频响应函数；对所述生成信号的时域形式做快速傅里叶变换后，生成带限信号；根据所述生成信号所需的幅频响应函数对所述带限信号进行滤波，生成滤波信号；对所述滤波信号做逆快速傅里叶变换，生成所述滤波信号的时域形式；根据所述功率放大器的输入端的所需信号幅度对所述滤波信号的时域形式进行幅度修正，对幅度修正后的滤波信号的时域形式进行功率放大，生成并输出发射信号。
【IPC分类】G01S7-529
【公开号】CN104678379
【申请号】CN201410834698
【发明人】陈新华, 李媛, 鲍习中
【申请人】中国科学院声学研究所
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月26日