避免舰艇低频辐射噪声测量中被测噪声被干扰的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及舰艇测距中降低噪声信号的干扰，具体地说是一种避免舰艇低频辐射噪声测量中被测噪声被干扰的系统及方法。
【背景技术】
[0002]舰艇噪声测量对于目标特征缩减十分重要。但低频辐射噪声测量非常困难。常用的技术包括大型的线阵、声全息技术等，但设备复杂、安装困难，测量基本处于近场，测量误差大。澳大利亚Nautronix公司推出的基于合成孔径的舰艇低频辐射噪声测量系统(SYNAPS)能够使用较小的声基阵获得较大的空间增益，具有设备简单、可以进行远场测量的优点。该系统使用应答测距的方式，连续测量被测目标的位置，同时使用了扩展频谱技术，减少测距脉冲信号对舰艇低频辐射噪声信号的干扰。但其测距方式存在如下缺点:
[0003](I)应答式测距，噪声测量设备需要不断发射信号，声源级远高于测量的噪声，造成噪声测量系统信号饱和。尽管采用扩展频谱技术可以降低干扰，但干扰仍无法完全消除。
[0004](2) —问一答的应答测距方法，耗时较长，测距数据率低。
[0005](3)使用扩展频谱技术，信号处理设备复杂、功耗大、成本高。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的不足，而提出一种避免舰艇低频辐射噪声测量中被测噪声被干扰的系统及方法，本发明能够使得基于合成孔径的舰艇低频辐射噪声测量系统不会对被测噪声信号干扰、提高距离数据率、降低设备复杂程度、降低设备成本和功耗的方法。
[0007]实现本发明目的采用的技术方案是一种避免舰艇低频辐射噪声测量中被测噪声被干扰的系统，该系统包括被测目标、噪声测量设备和水上信号处理机，所述被测目标包括换能器和第一同步时钟源;所述噪声测量设备包括测距换能器、噪声测量换能器和第二同步时钟源，所述第二同步时钟源与第一同步时钟源的频率相同；所述噪声测量设备通过电缆与水上信号处理机连接。
[0008]在上述技术方案中，所述第一同步时钟源和第二同步时钟源为温补晶振、原子钟或GPS授时系统。
[0009]在上述技术方案中，所述噪声测量设备中的测距换能器和噪声测量换能器共用同一个水听器。
[0010]此外，本发明还提供一种避免舰艇低频辐射噪声测量中被测噪声被干扰的方法，该方法包括:
[0011 ] (I)进行测距时，完成被测目标和噪声测量设备的时钟同步；
[0012](2)在被测目标与噪声测量设备约定的保证测距不模糊的发射测距脉冲时刻，被测目标发射测距脉冲信号；
[0013](3)噪声测量设备计算收到的所述测距脉冲时刻与被测目标发射测距脉冲信号时刻的时间差，并根据实验环境的声速，计算出被测目标与噪声测量设备之间的距离。
[0014]在上述技术方案中，所述测距脉冲信号为宽带脉冲信号。
[0015]在上述技术方案中，所述宽带脉冲信号为窄连续波脉冲、线性调频脉冲信号、双曲调频脉冲信号或相位编码脉冲信号。
[0016]本发明具有如下优点:
[0017](I)噪声测量设备不需要发射测距脉冲信号，从而不会对被测噪声信号干扰。
[0018](2)能够提高噪声测量设备对被测目标的距离数据率。
[0019](3)噪声测量设备更加简单、功耗更低、成本更低。
【附图说明】
[0020]图1为本发明用于舰艇低频辐射噪声测量的同步时钟测距系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0022]如图1所示，本实施例避免舰艇低频辐射噪声测量中噪声干扰的系统包括被测目标1、噪声测量设备2和水上信号处理机3。被测目标I包括换能器1.2和第一同步时钟源1.1。噪声测量设备2包括测距换能器2.2、噪声测量换能器2.1和第二同步时钟源2.4，第二同步时钟源2.4设在电子仓2.3内，电子仓2.3连接有重物2.5。第二同步时钟源2.4与第一同步时钟源1.1的频率相同，为温补晶振、原子钟或GPS授时系统。噪声测量设备2通过电缆4与水上信号处理机3连接。测距换能器2.2和噪声测量换能器2.1共用同一个水听器。
[0023]使用本系统进行测距的过程如下:
[0024]首先，在系统上电后，被测目标I和噪声测量设备2通过同步电缆，完成两者的时钟对准。
[0025]然后，在被测目标I与噪声测量设备2约定的保证测距不模糊的发射测距脉冲时亥IJ，被测目标I发射测距脉冲信号。测距脉冲信号为宽带脉冲信号，宽带脉冲信号具体为:窄连续波脉冲、线性调频脉冲信号、双曲调频脉冲信号或相位编码脉冲信号。
[0026]接下来，噪声测量设备2计算收到的测距脉冲信号时刻与被测目标发射测距脉冲信号时刻的时间差，再根据实验环境的声速，即可得到两者之间的距离；同时，低频噪声信号的采集时钟是噪声测量设备温补晶振的分频时钟。
[0027]最后，通过电缆4将舰艇的低频辐射噪声数据和被测目标的距离数据传输至水上信号处理机3，并由水上信号处理机对这些数据进行信号处理。
[0028]与现有应答式测距方法不同，本发明中噪声测量设备不需要发射测距脉冲信号，从而不会对被测噪声信号干扰。
【主权项】
1.一种避免舰艇低频辐射噪声测量中被测噪声被干扰的系统，其特征在于:包括被测目标、噪声测量设备和水上信号处理机，所述被测目标包括换能器和第一同步时钟源;所述噪声测量设备包括测距换能器、噪声测量换能器和第二同步时钟源，所述第二同步时钟源与第一同步时钟源的频率相同；所述噪声测量设备通过电缆与水上信号处理机连接。2.根据权利要求1所述避免舰艇低频辐射噪声测量中被测噪声被干扰的系统，其特征在于:所述第一同步时钟源和第二同步时钟源为温补晶振、原子钟或GPS授时系统。3.根据权利要求1或2所述避免舰艇低频辐射噪声测量中被测噪声被干扰的系统，其特征在于:所述噪声测量设备中的测距换能器和噪声测量换能器共用同一个水听器。4.一种通过权利要求1所述系统避免舰艇低频辐射噪声测量中被测噪声被干扰的方法，其特征在于，包括: (1)进行测距时，完成被测目标和噪声测量设备的时钟同步； (2)在被测目标与噪声测量设备约定的保证测距不模糊的发射测距脉冲时刻，被测目标发射测距脉冲信号； (3)噪声测量设备计算收到的所述测距脉冲时刻与被测目标发射测距脉冲信号时刻的时间差，并根据实验环境的声速，计算出被测目标与噪声测量设备之间的距离。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于:所述测距脉冲信号为宽带脉冲信号。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于:所述宽带脉冲信号为窄连续波脉冲、线性调频脉冲信号、双曲调频脉冲信号或相位编码脉冲信号。
【专利摘要】本发明涉及避免舰艇低频辐射噪声测量中被测噪声被干扰的系统及方法，该系统包括被测目标、噪声测量设备和水上信号处理机，所述被测目标包括换能器和第一同步时钟源；所述噪声测量设备包括测距换能器、噪声测量换能器和第二同步时钟源，所述第二同步时钟源与第一同步时钟源的频率相同；所述噪声测量设备通过电缆与水上信号处理机连接。本发明噪声测量设备不需要发射测距脉冲信号，从而不会对被测噪声信号干扰，因而能够提高噪声测量设备对被测目标的距离数据率。本发明噪声测量设备更加简单、功耗更低、成本更低。
【IPC分类】G01S7/537
【公开号】CN105548993
【申请号】CN201510960881
【发明人】吴浩然, 唐劲松, 张森, 田振, 钟何平, 徐魁, 丘昌镇
【申请人】中国人民解放军海军工程大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月18日