波信号后反馈输出至第二信号处理模块（202)，通过水媒质实现鱼群目标回波 的声信号仿真； 控制仿真处理模块（303)在第一信号处理模块（101)和第二信号处理模块（202)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； 所述的控制仿真处理模块（303)包含： 电子选择开关（4)，其电性连接第一信号处理模块（101)和第二信号处理模块（202)， 该电子选择开关（4)完成在第一信号处理模块（101)和第二信号处理模块（202)之间的输 入信号切换和输出信号切换； 微控制器（5)，其输出端电性连接电子选择开关（4)的输入端，该微控制器（5)发送选 择信号给电子选择开关（4)，控制电子选择开关（4)进行信号切换，并将N个不同方位的幅 度因子Am，N个不同方位的时延因子τ_^ΡΝ个不同方位的相位因子1发送给鱼群目标回 波模型（7)，将频移参数发送给多普勒频移单元（9); 包络检波单元（6)，其输入端电性连接电子选择开关（4)的输出端，该包络检波单元 (6)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（7); 鱼群目标回波模型（7)，其输入端电性连接包络检波单元（6)的输出端和微控制器（5) 的输出端，该鱼群目标回波模型（7)接收微控制器（5)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个不同方位的相位因子I后产生鱼群回波的包络信号 Pb ⑴ I ; 载波频率提取单元（10)，其输入端电性连接电子选择开关（4)的输出端，该载波频率 提取单元（10)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（9); 多普勒频移单元（9)，其输入端电性连接载波频率提取单元（10)的输出端和微控制器 (5)的输出端，该多普勒频移单元（9)根据微控制器（5)传输的频移参数产生回波的载波频 率信号； 幅度调制单元（8)，其输入端电性连接鱼群目标回波模型（7)的输出端和多普勒频移 单元（9)的输出端，其输出端电性连接电子选择开关⑷的输入端，鱼群目标回波模型（7) 产生的鱼群回波的包络信号Pb(t)在该幅度调制单元（8)中对多普勒频移单元（9)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。
2. 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 第一信号处理模块（101)包含： 第一收发转换单元（I)，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（1)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（2)，并将输出衰减单元（3)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； 输入衰减单元（2)，其输入端电性连接第一收发转换单元（1)，其输出端电性连接控制 仿真处理模块（303)中电子选择开关（4)的输入端，该输入衰减单元（2)将衰减后的单频 载波电脉冲信号经电子选择开关（4)输出至包络检波单元（6)和载波频率提取单元（10); 输出衰减单元（3)，其输入端电性连接控制仿真处理模块（303)中电子选择开关（4)的 输出端，其输出端电性连接第一收发转换单元（1)，该输出衰减单元（3)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（1)。
3. 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 第二信号处理模块（202)包含： 换能器（14)，其接触水媒质，该换能器（14)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（13)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； 第二收发转换单元（13)，其电性连接换能器（14)，该第二收发转换单元（13)将换能器 (14)输出的电信号传输至前置放大单元（11)，并将功率驱动单元（12)输出的鱼群目标的 回波信号传输至换能器（14); 前置放大单元（11)，其输入端电性连接第二收发转换单元（13)，其输出端电性连接控 制仿真处理模块（303)中电子选择开关（4)的输入端，该前置放大单元（11)对电信号放大 后经电子选择开关（14)输出至包络检波单元（6)和载波频率提取单元（10); 功率驱动单元（12)，其输入端电性连接控制仿真处理模块（303)中电子选择开关（4) 的输出端，其输出端电性连接第二收发转换单元（13)，该功率驱动单元（12)将鱼群目标的 回波信号放大后传输至第二收发转换单元（13)。
4. 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|p b(t) I :
5. 如权利要求4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（7)包含： 第一叠加运算模块（71)，其输入端电性连接包络检波单元（6)和微控制器（5)，该第一 叠加运算模块（71)根据包络检波单元（6)输入的鱼群目标回波的包络信号P(l(t)，以及微 控制器（5)输入的N个不同方位的鱼群参数，即幅度因子A m，时延因子τπ和相位因子I (m =1，2,…N)，输出结果
第二叠加运算模块（73)，其输入端电性连接包络检波单元（6)和微控制器（5)，该第二 叠加运算模块（73)根据包络检波单元（6)输入的鱼群目标回波的包络信号P(l(t)，以及微 控制器（5)输入的N个不同方位的鱼群参数，即幅度因子A m，时延因子τπ和相位因子A (m =1，2,…N)，输出结果
取模运算器（73)，其输入端电性连接第一叠加运算模块（71)和第二叠加运算模块 (73)的输出端，其输出端电性连接幅度调制单元（8)，该取模运算器（73)对第一叠加运算 模块（71)和第二叠加运算模块（72)的结果进行模运算得到鱼群回波的包络信号|pb(t) I。
6. 如权利要求5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 第一叠加运算模块（71)包含： N个延迟器（711)，其输入端电性连接包络检波单元（6)和微控制器（5)，入射波包络信 号PQ(t)在延迟器（711)中经时延因子τπ后得Ρ(ια_τ π); N个正弦运算器（712)，其输入端电性连接微控制器（5)，相位因子I经正弦运算器 (712)后得 N个乘法器（713)，其输入端电性连接微控制器（5)，该乘法器（713)将幅度因子Am、 Pc^t-Tni)和sin %,三者相乘； 加法器（714)，其输入端电性连接N个乘法器（713)，其输出端电性连接取 模运算器（73)，该加法器（714)将N个乘法器（713)的结果进行叠加运算得到
7. 如权利要求5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 第二叠加运算模块（73)包含： N个延迟器（721)，其输入端电性连接包络检波单元（6)和微控制器（5)，入射波包络信 号PQ(t)在延迟器（721)中经时延因子τπ后得Ρ(ια_τ π); N个余弦运算器（722)，其输入端电性连接微控制器（5)，相位因子I经余弦运算器 (722)后得cosP,"; N个乘法器（723)，其输入端电性连接微控制器（5)，该乘法器（723)将幅度因子Am、 ?(|(卜^)和<；〇8%,三者相乘； 加法器（724)，其输入端电性连接N个乘法器（723)，其输出端电性连接取模运算器 (73)，该加法器（724)将N个乘法器（723)的结果进行叠加运算得
【专利摘要】一种水陆两用的渔探声纳目标回波仿真系统，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，第一信号处理模块将渔探声纳收发合一换能器的电信号接口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，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，第二信号处理模块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，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。本发明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，节约了研制成本，缩短了研制周期，能经济、省时、灵活、精确地完成对渔探声纳系统的检修培训。
【IPC分类】G01S7-52
【公开号】CN104749567
【申请号】CN201510189742
【发明人】余立立, 李俊花, 庄新庆, 陈锦标, 应士君, 关克平, 刘德荣, 冉鑫
【申请人】上海海事大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月20日