一种水陆两用的渔探声纳目标回波仿真系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水声目标回波信号仿真技术领域，尤其涉及一种水陆两用的渔探声纳 目标回波仿真系统。
【背景技术】
[0002] 渔探声纳作为主动声纳的一个类别，它是渔船捕捞作业的重要设备，它在投入使 用之前的研制和验收阶段，都必须在水池、湖泊或者海洋上完成一系列的功能调试和参数 测定工作；而在它投入使用后，也需要定期对其进行维护和保养，所有这些工作都需要水下 目标作为声信号反射体，如采用多种类的真实鱼群作为反射体则势必造成大量的人力、物 力、财力和时间上的浪费。而渔探声纳目标回波仿真系统是声纳技术发展的一个产物，它 的主要作用是通过实时模拟真实鱼群的声反射信号来进行渔探声纳系统的研制调试和训 练维修，这样可以减少许多外场试验，不但节约了产品的研制成本，还缩短了产品的研制周 期，同时能经济、省时、灵活、精确地完成对渔探声纳系统检修和培训工作，因此具有相当的 实用价值和重要意义，并在业界颇受关注。
[0003] 但是，经对现有文献检索发现，比如：
[0004] 1.发明专利：一种渔探仪回波信号发生方法及装置（中国专利，【申请号】 200910048430.X，公布号：CN101527097,公布日：2009. 09. 09)
[0005] 2.发明专利：一种主动声纳目标模拟器信号处理方法（中国专利，【申请号】 200910100601. 9,授权公告号：CN101634708B，授权公告日：2012. 07. 04)
[0006] 3.赵红军，杨日杰：基于CVI+FPGA的声纳目标回波模拟器研制.《计算机工程》 2007 年第 13 卷第 14 期，227-229, 232
[0007] 上述三个文献中的仿真系统均无法同时水陆两用，即无法同时满足目标回波的电 信号和声信号仿真：文献1主要适用于岸上实验室内渔探声纳目标回波的电信号仿真系 统，无法直接用于水下试验中目标回波的声信号模拟，而且其对于鱼群回波的模型仿真没 有提及；文献2和文献3主要适用于水下试验中目标回波的声信号仿真系统，无法直接用于 岸上实验室内的目标回波电信号模拟，而且文献2和文献3侧重于潜艇的目标回波仿真，却 对于鱼群目标回波的模拟实现未见报道。
【发明内容】
[0008] 本发明提供一种水陆两用的渔探声纳目标回波仿真系统，可同时满足鱼群目标回 波的电信号和声信号仿真，实现水陆两用的鱼群目标的回波反射模拟，从而取代真实的鱼 群来评估渔探声纳的性能，不但节约了渔探声纳的研制成本，还缩短了渔探声纳的研制周 期，同时能经济、省时、灵活、精确地完成对渔探声纳系统检修和培训工作，因此具有相当的 实用价值和重要意义。
[0009] 为了达到上述目的，本发明提供一种水陆两用的渔探声纳目标回波仿真系统，包 含：控制仿真处理模块，以及分别与控制仿真处理模块电性连接的第一信号处理模块和第 二信号处理模块；
[0010] 第一信号处理模块直接与渔探声纳收发合一换能器的电信号接口相连，将渔探声 纳收发合一换能器的电信号接口输出的单频载波电脉冲信号输入至控制仿真处理模块进 行处理，控制仿真处理模块生成鱼群目标的电回波信号后反馈输出至第一信号处理模块， 从而实现岸上实验室内渔探声纳目标回波的电信号仿真；
[0011] 第二信号处理模块接触水媒质，将通过水媒质接收的渔探声纳发出的声信号转换 为电信号并输入至控制仿真处理模块进行处理，控制仿真处理模块生成鱼群目标的电回波 信号后反馈输出至第二信号处理模块，通过水媒质实现鱼群目标回波的声信号仿真；
[0012] 控制仿真处理模块在第一信号处理模块和第二信号处理模块之间切换，从而实现 渔探声纳目标回波仿真系统的水陆两用；
[0013] 所述的控制仿真处理模块包含：
[0014] 电子选择开关，其电性连接第一信号处理模块和第二信号处理模块，该电子选择 开关完成在第一信号处理模块和第二信号处理模块之间的输入信号切换和输出信号切 换；
[0015] 微控制器，其输出端电性连接电子选择开关的输入端，该微控制器发送选择信号 给电子选择开关，控制电子选择开关进行信号切换，并将N个不同方位的幅度因子Am，时延 因子\和相位因子I发送给鱼群目标回波模型，将频移参数发送给多普勒频移单元；
[0016] 包络检波单元，其输入端电性连接电子选择开关的输出端，该包络检波单元对输 入信号检波后将得到的入射波包络信号P(l(t)输出至鱼群目标回波模型；
[0017] 鱼群目标回波模型，其输入端电性连接包络检波单元的输出端和微控制器的输出 端，该鱼群目标回波模型接收微控制器传送的N个不同方位的幅度因子Am，N个不同方位的 时延因子\和N个不同方位的相位因子A后产生鱼群回波的包络信号|pb(t)| ;
[0018] 载波频率提取单元，其输入端电性连接电子选择开关的输出端，该载波频率提取 单元对输入信号的载波频率进行测量并将其提取后输出至多普勒频移单元；
[0019]多普勒频移单元，其输入端电性连接载波频率提取单元的输出端和微控制器的输 出端，该多普勒频移单元根据微控制器传输的频移参数产生回波的载波频率信号；
[0020] 幅度调制单元，其输入端电性连接鱼群目标回波模型的输出端和多普勒频移单元 的输出端，其输出端电性连接电子选择开关的输入端，鱼群目标回波模型产生的鱼群回波 的包络信号lpb(t)I在该幅度调制单元中对多普勒频移单元产生的回波的载波频率信号进 行调制后形成鱼群目标的电回波信号。
[0021] 所述的第一信号处理模块包含：
[0022] 第一收发转换单元，其电性连接渔探声纳收发合一换能器的电信号接口，该第一 收发转换单元将渔探声纳收发合一换能器的电信号接口输出的单频载波电脉冲信号传输 至输入衰减单元，并将输出衰减单元输出的电回波信号传输到渔探声纳收发合一换能器的 电信号接口；
[0023] 输入衰减单元，其输入端电性连接第一收发转换单元，其输出端电性连接控制仿 真处理模块中电子选择开关的输入端，该输入衰减单元将衰减后的单频载波电脉冲信号经 电子选择开关输出至包络检波单元和载波频率提取单元；
[0024] 输出衰减单元，其输入端电性连接控制仿真处理模块中电子选择开关的输出端， 其输出端电性连接第一收发转换单元，该输出衰减单元将鱼群目标的电回波信号适当衰减 后输出至第一收发转换单元。
[0025] 所述的第二信号处理模块包含：
[0026] 换能器，其接触水媒质，该换能器通过水媒质接收渔探声纳发出的声信号并将其 转换为微弱的电信号，并将第二收发转换单元输出的鱼群目标的回波信号转换为水声信号 通过水媒质反馈给渔探声纳；
[0027] 第二收发转换单元，其电性连接换能器，该第二收发转换单元将换能器输出的电 信号传输至前置放大单元，并将功率驱动单元输出的鱼群目标的回波信号传输至换能器；
[0028] 前置放大单元，其输入端电性连接第二收发转换单元，其输出端电性连接控制仿 真处理模块中电子选择开关的输入端，该前置放大单元对电信号放大后经电子选择开关输 出至包络检波单元和载波频率提取单元；
[0029] 功率驱动单元，其输入端电性连接控制仿真处理模块中电子选择开关的输出端， 其输出端电性连接第二收发转换单元，该功率驱动单元将鱼群目标的回波信号放大后传输 至第二收发转换单元。
[0030] 如权利要求1所述的水陆两用的渔探声纳目标回波仿真系统，其特征在于，所述 的鱼群目标回波模型生成鱼群目标回波的包络信号lpb(t)l:
[0031]
【主权项】
1. 一种水陆两用的渔探声纳目标回波仿真系统，其特征在于，包含：控制仿真处理模 块（303)，以及分别与控制仿真处理模块（303)电性连接的第一信号处理模块（101)和第二 信号处理模块（202); 第一信号处理模块（101)直接与渔探声纳收发合一换能器的电信号接口相连，将渔探 声纳收发合一换能器的电信号接口输出的单频载波电脉冲信号输入至控制仿真处理模块 (303)进行处理，控制仿真处理模块（303)生成鱼群目标的电回波信号后反馈输出至第一 信号处理模块（101)，从而实现岸上实验室内渔探声纳目标回波的电信号仿真； 第二信号处理模块（202)接触水媒质，将通过水媒质接收的渔探声纳发出的声信号转 换为电信号输入至控制仿真处理模块（303)进行处理，控制仿真处理模块（303)生成鱼群 目标的电回