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侧扫声呐CW信号和Chirp信号比较分析作者:库安邦来源:《声学与电子工程》2019年第02期 过氧化值摘要 CW信号和Chirp信号是目前侧扫声呐系统使用的两种主要信号。为比较两种信号的优劣性,合理选取发射信号以获取最有效的探测信息,首先对原始信号添加白噪声,然后进行匹配滤波处理,对两种信号进行仿真分析發现Chirp信号在大量程的情况下具有更好的分辨力,最后通过在指定位置添加目标物验证了仿真结果,相较而言Chirp信号具有更好的应用潜力。 内蒙古民族高等专科学校关键词 侧扫声呐;CW信号;Chirp信号;对比分析
不同的波形对应着不同的信号参数,包括振幅、相位、频谱等等,不同参数组合会产生不同的结果,直接影响到整个声呐系统的性能,因此有必要对声呐信号的波形形成特性进行重点研究,从而根据目的和任务,选择最有利于观测的波形。目前常规的侧扫声呐发射信号主要有CW(continue wave)和Chirp信号都是窄带高频信号源‘1]。在20世纪90年代前,侧扫声呐系统设计的声信号还主要以CW脉冲信号作为声源发射信号[2],但其远程探测能力差。Chirp信号源于现代雷达的发展需求,后来在水声领域得到广泛应用ntfs格式分区[3-4],能提高声呐系统的探测性能。为了更直观的了解两种声呐信号的优缺点.对这两种常用的侧扫声呐信号进行了仿真分析。
1 CW信号和Chirp信号匹配滤波
1.1 cw信号的匹配滤波
CW波是一种单频矩形等幅发射脉冲,作为主动声呐信号可以通过时间函数、频谱函数等对其进行描述和评价[5]。对声呐信号处理前需区分信号与干扰,用匹配滤波器可以获得最大信噪比[6],尤其在白噪声背景下仍能检测到正确信号。CW脉冲信号的数学表达式为:
如图嘉兴秀洲中学1、2所示,添加白噪声后的CW脉冲变化明显,经过匹配滤波器输出后与不加白噪声的输出相比,其相干性基本上没有变化,说明匹配滤波器对白噪声的抑制还是具有较好的效果。观察匹配滤波器输出信号,峰值高度假设为T,反映了滤波器输入信号的能量。定义脉冲宽度为峰值下降一半处的宽度,那么匹配滤波器的输出宽度是T,与输入信号的脉冲宽度是相同的。对CW脉冲信号进行匹配滤波处理,对提高目标的距离分辨力效果不大,也不会提高系统的处理增益(BT=I),影响目标距离向的分辨力还主要取决于脉宽。果糖胺