一種能在有限水域內(nèi)降低測試頻率的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能在有限水域內(nèi)降低測試頻率的方法，該方法包括如下步驟：(1)信號(hào)發(fā)生器發(fā)生線性正弦掃頻信號(hào)，并激勵(lì)功率放大器驅(qū)動(dòng)發(fā)射器發(fā)生信號(hào)；(2)接收器接收的信號(hào)經(jīng)測量放大器后通過數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時(shí)，采集信號(hào)發(fā)生器的發(fā)射信號(hào)，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；(3)信號(hào)發(fā)生器發(fā)生線性余弦掃頻信號(hào)，重復(fù)步驟(1)和步驟(2)的過程；(4)對(duì)測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理：首先要對(duì)發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)的復(fù)數(shù)化，發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)復(fù)數(shù)化是復(fù)共軛的復(fù)數(shù)化；兩個(gè)處理后的信號(hào)進(jìn)行復(fù)共軛相乘的數(shù)學(xué)處理，非消聲水池的傳遞函數(shù)；然后對(duì)傳遞函數(shù)進(jìn)行復(fù)數(shù)移動(dòng)平均處理。
【專利說明】一種能在有限水域內(nèi)降低測試頻率的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聲學(xué)測試【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種能在有限水域內(nèi)降低測試頻率的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在水聲技術(shù)研究中最主要的聲學(xué)量是水聲聲壓,各種聲納設(shè)備的主要電聲參數(shù)都是以水聲聲壓為基礎(chǔ)的，都必須檢測水聲聲壓值來計(jì)算。隨著聲納向低頻大孔徑方向發(fā)展，測試頻率也需要向低頻方向拓寬。
[0003]開展水聽器的自由場校準(zhǔn)就必須克服聲場中的反射，通常情況下都是使用脈沖信號(hào)技術(shù)，利用時(shí)域方法來實(shí)現(xiàn)直達(dá)信號(hào)與回聲信號(hào)的分離。這種方法在窄帶通道內(nèi)的瞬時(shí)處理會(huì)造成脈沖信號(hào)的扭曲，隨著頻率的降低，效果也在下降，這就造成了自由場校準(zhǔn)中頻率下限的限制。目前，國際上在實(shí)驗(yàn)室條件下的校準(zhǔn)還使用時(shí)間延時(shí)譜法(TDS)。TDS方法是基于直達(dá)和反射掃頻信號(hào)的頻率分離方法，在水池中校準(zhǔn)時(shí)，它可以看作是通過水池復(fù)傳遞函數(shù)來實(shí)現(xiàn)直達(dá)信號(hào)分離的一種方法。在實(shí)驗(yàn)水池條件下，它可以獲得很好的時(shí)間穩(wěn)定性，提高分離效果，簡化實(shí)現(xiàn)方法。但它的測試精度比脈沖聲方法要低。目前國內(nèi)所用的自由場標(biāo)校方法，在現(xiàn)有的校準(zhǔn)條件下，很難實(shí)現(xiàn)對(duì)IkHz工作頻率的校準(zhǔn)，很難滿足實(shí)際聲納設(shè)備的低頻測試需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種能在有限水域內(nèi)降低測試頻率的方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的。這種能在有限水域內(nèi)降低測試頻率的方法，該方法包括如下步驟:
[0006](I)、信號(hào)發(fā)生器發(fā)生線性正弦掃頻信號(hào)，并激勵(lì)功率放大器驅(qū)動(dòng)發(fā)射器發(fā)生信號(hào);
[0007](2)、接收器接收的信號(hào)經(jīng)測量放大器后通過數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時(shí)，采集信號(hào)發(fā)生器的發(fā)射信號(hào)，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；
[0008](3)、信號(hào)發(fā)生器發(fā)生線性余弦掃頻信號(hào)，重復(fù)步驟(I)和步驟(2)的過程；
[0009](4)、對(duì)測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理:首先要對(duì)發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)的復(fù)數(shù)化，發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)復(fù)數(shù)化是復(fù)共軛的復(fù)數(shù)化；兩個(gè)處理后的信號(hào)進(jìn)行復(fù)共軛相乘的數(shù)學(xué)處理，非消聲水池的傳遞函數(shù)；然后對(duì)傳遞函數(shù)進(jìn)行復(fù)數(shù)移動(dòng)平均處理，利用反射波與直達(dá)聲的程差所引起的時(shí)間延時(shí)和帶來的平均頻率間隔的差異來對(duì)測試得到的水池傳遞函數(shù)按公式
(7)進(jìn)行移動(dòng)平均，通過不同反射波與直達(dá)波的程差的不同，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行多次的復(fù)數(shù)移




η
動(dòng)平均處理，最終使公式(8)中第2項(xiàng)YMf ?逼近0，最后得到直達(dá)波傳播條件下
('=1 )
發(fā)射器與接收器之間的傳輸阻抗；

【權(quán)利要求】
1.一種能在有限水域內(nèi)降低測試頻率的方法，其特征在于:該方法包括如下步驟: (1)、信號(hào)發(fā)生器發(fā)生線性正弦掃頻信號(hào)，并激勵(lì)功率放大器驅(qū)動(dòng)發(fā)射器發(fā)生信號(hào)； (2)、接收器接收的信號(hào)經(jīng)測量放大器后通過數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時(shí)，采集信號(hào)發(fā)生器的發(fā)射信號(hào)，并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)； (3)、信號(hào)發(fā)生器發(fā)生線性余弦掃頻信號(hào)，重復(fù)步驟(1)和步驟(2)的過程； (4)、對(duì)測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理:首先要對(duì)發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)的復(fù)數(shù)化，發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)復(fù)數(shù)化是復(fù)共軛的復(fù)數(shù)化；兩個(gè)處理后的信號(hào)進(jìn)行復(fù)共軛相乘的數(shù)學(xué)處理，非消聲水池的傳遞函數(shù)；然后對(duì)傳遞函數(shù)進(jìn)行復(fù)數(shù)移動(dòng)平均處理，利用反射波與直達(dá)聲的程差所引起的時(shí)間延時(shí)和帶來的平均頻率間隔的差異來對(duì)測試得到的水池傳遞函數(shù)按公式(7)進(jìn)行移動(dòng)平均，通過不同反射波與直達(dá)波的程差的不同，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行多次的復(fù)數(shù)移動(dòng)



η平均處理，最終使公式(8)中第2項(xiàng)逼近O，最后得到直達(dá)波傳播條件下發(fā)(卜1 )射器與接收器之間的傳輸阻抗；
式中α =2π ΔY,/c, c為水中聲速，直達(dá)波與反射波傳播差異Ari，平均頻率間隔Af; 水池傳遞函數(shù)表示為:
其中函數(shù)^/’八/卜^/^⑷—辦聲示殘留的第^個(gè)反射波的影響，L =|是第i路反射波的延時(shí)；函數(shù)，勺=決定了反射影響的減小依賴于時(shí)間延遲τ和平均頻率間隔Af。
【文檔編號(hào)】G01S7/52GK104199013SQ201410423905
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】平自紅, 王世全, 陳毅 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所