基于FPGA的主动声纳信号生成的方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113960577A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202111395613.6(22)申请日2021.11.23(71)申请人中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所地址471026河南省洛阳市王城大道696号(72)发明人梅成马丽锋杨庆坤赵新芳陶新洲(74)专利代理机构北京清大紫荆知识产权代理有限公司11718代理人窦雪龙(51)Int.Cl.G01S7/524(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称基于FPGA的主动声纳信号生成的方法及系统(57)摘要本发明的基于FPGA的主动声纳信号生成的方法，属于水声探测技术领域，满足复杂水声信号参数设置灵活的需求。适用于与水上主动设备进行数据交互，所述方法包括：获取预设水声信号参数；根据所述预设水声信号参数生成对应的波形数据；确定所述波形数据的瞬时频率，用以预设水声信号的目标模型。CN113960577ACN113960577A权利要求书1/2页1.一种基于FPGA的主动声纳信号生成的方法，适用于与水上主动设备进行数据交互，其特征在于，所述方法包括：获取预设水声信号参数；根据所述预设水声信号参数生成对应的波形数据；确定所述波形数据的瞬时频率，用以预设水声信号的目标模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述预设水声信号参数生成对应的波形数据的方法：通过人机交互方式设置水声信号参数，人机交互设备内存储第一水声信号参数，第一水声信号参数包括有单频矩形脉冲、线性调频脉冲、双曲调频脉冲信号和带限高斯白噪声信号；判断，通过人机交互获取的预设水声信号参数是否与第一水声信号参数相匹配，如是，直接生成对应的所述波形数据，如否，调用人机交互设备上的以太网接口与主控器进行数据交互，获取预设水声信号参数的所述波形数据，并存储在人机交互设备中的SD卡中。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，预设水声信号参数为双频信号，确定所述波形数据的瞬时频率的方法包括：确定双频信号的数学表达式，且满足：其中其中fH、fL分别是双频信号的起始和终止频率，T为脉冲宽度，K为多普勒常数；所述表达式进行预设次数的迭代计算并求导，以确定瞬时频率，且满足：B为相位累加器的相位数据位宽，f0为中心频率，t1＝t+T/2,0<t1<T。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，预设水声信号的目标模型确定的方法包括：所述瞬时频率通过直接数字频率合成，确定出双频信号的波形数据。5.一种基于FPGA的主动声纳信号生成的的系统，适用于与水上主动设备进行数据交互，其特征在于，包括人机交互模块，用于根据测试需求以人机交互的方式输入预设水声信号参数；第一计算模块，用于判断预设水声信号参数与主控器所存储的第一水声信号参数是否匹配，如是，直接生成对应的所述波形数据，如否，调用人机交互设备上的以太网接口与主控器进行数据交互，获取预设水声信号参数的所述波形数据，并存储在人机交互设备中的2CN113960577A权利要求书2/2页SD卡中，且可被人机交互模块所调用；生成模块，用于根据所述预设水声信号参数生成对应的波形数据；第二计算模块，用于确定所述波形数据的瞬时频率，用以预设水声信号的目标模型。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述人机交互模块包括单频矩形脉冲、线性调频脉冲、双曲调频脉冲信号和带限高斯白噪声信号模块，且均包括设置的参数包括中心频率、脉冲宽度、脉冲周期、脉冲带宽、脉冲幅度、加窗函数的模块。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述水声信号参数为双曲调频脉冲双频信号。3CN113960577A说明书1/4页基于FPGA的主动声纳信号生成的方法及系统技术领域[0001]本发明属于水声探测技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的主动声纳信号生成的方法及系统。背景技术[0002]在水声探测、定位或对抗等声纳设备的研制过程中，水声信号模拟器的使用可以为设备样机提供调试环境，完成对关键性能指标的初步验证，加速了设备的研发、测试和维护的过程，缩短响应客户需求的时间。[0003]传统水声信号模拟器通常针对某一类声纳设备进行研制，波形的生成机制也多采用波形预存、参数预置的方式。由于存在波形种类单一、参数设置不灵活的缺点，需要针对不同需求重二次开发或配置，限制了传统水声信号模拟器的复用价值，造成了资源的浪费。采用现代数字信号处理和实现的技术，设计一款集成了常用水声信号的模拟器，具备小型化、模块化和多功能的特点。[0004]有鉴于此，特提出本发明。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种基于FPGA的主动声纳信号生成的方法，满足复杂水声信号参数设置灵活的需求，适用于与水上主动设备进行数据交互，所述方法包括：[0006]