低截获主动声呐发射波形设计研究的任务书.docx

低截获主动声呐发射波形设计研究的任务书
任务书
一、任务背景
声呐是目前深海探测与通信的重要手段之一，其一般由主动声呐和被动声呐两部分组成。其中，主动声呐是指通过发射声波进行探测或通信的设备，其通过探测目标反射回来的声波信号来获取目标的深度、距离、速度等信息。主动声呐的发射波形对声呐系统的探测能力和抗干扰能力有着重要的影响。
然而随着技术的进步，深海环境的复杂和广泛的海上活动，如海洋勘探、海上运输、军事活动等，使得主动声呐在深海探测和通信中面临着越来越严重的干扰和威胁。低截获主动声呐发射波形设计成为了解决这一问题的重要途径之一。
二、任务目标
本研究旨在设计一种低截获主动声呐发射波形，以提高声呐系统的抗干扰能力和探测精度。具体任务目标如下：
1.建立主动声呐系统的数学模型、信号模型和噪声模型，并根据模型建立相应的仿真平台。
2.通过分析深海环境中干扰和噪声的特点，选择适合的发射波形，以提高主动声呐系统的抗干扰能力和截获阈值。
3.综合考虑主动声呐发射波形的带宽、频率、功率等参数，设计出低截获的发射波形，实现一定程度的抗干扰和实时性能。
4.在自主搭建的仿真平台上，分别使用设计好的低截获发射波形和常规发射波形进行仿真实验，评估两种波形的探测精度和抗干扰性能，并给出相应的分析和结论。
5.提出发射波形优化新思路和方法，指导主动声呐系统的工程实现和技术应用。
三、研究内容
1.建立主动声呐系统的数学模型
在深海探测和通信中，主动声呐系统一般由发射器、传感器、接收器和信号处理器等部分组成。本研究将建立主动声呐系统的数学模型，包括发射载波、接收载波、信号传输路径和信号处理过程等，从理论和数学角度对主动声呐系统进行分析和模拟，为后续的实验研究提供基础和支撑。
2.选择适合的发射波形
主动声呐发射波形的选择直接影响着声呐系统的探测和通信能力。本研究将分析深海环境中的干扰和噪声特点，从中选择符合要求的发射波形，包括宽带信号、脉冲信号、抖动信号等，以提高主动声呐系统的抗干扰能力和截获阈值。
3.设计低截获的发射波形
低截获主动声呐发射波形的设计需要综合考虑信号设计、通信原理和工程实现等方面，以保证发射波形具有一定的实时性和抗干扰性能。本研究将综合考虑发射波形的带宽、频率、功率等参数，设计出低截获的发射波形，从而提高主动声呐系统的抗干扰性能和探测精度。
4.仿真实验和评估分析
通过自主搭建的仿真平台，本研究将分别使用设计好的低截获发射波形和常规发射波形进行仿真实验。实验过程中，将对比两种发射波形的探测精度和抗干扰性能，并给出相应的评估分析和结论，为后续的系统优化提供参考和指导。
5.提出优化新思路和方法
本研究将在低截获主动声呐发射波形设计的基础上，提出发射波形的优化新思路和方法，为主动声呐系统的工程实现和技术应用提供技术支持和指导。
四、预期成果
1.主动声呐系统的数学模型和仿真平台。
2.低截获主动声呐发射波形的设计方案和实现过程。
3.仿真实验结果和评估分析报告。
4.关于主动声呐发射波形优化的新思路和方法。
五、任务进度与分工
1.任务分工
本研究将由单个作者完成，任务分工如下：
任务名称|完成时间|完成人员
-|-|-
数学模型的建立|2个月|负责人
发射波形设计|2个月|负责人
仿真实验和评估|3个月|负责人
方案总结和提交|1个月|负责人
2.任务进度
任务名称|完成时间
-|-
数学模型的建立|2022年10月-2022年12月
发射波形设计|2023年1月-2023年2月
仿真实验和评估|2023年3月-2023年5月
方案总结和提交|2023年6月
六、预算和资源保障
1.预算
本研究的预算主要包括研究人员工资、实验设备购置费用、实验室使用费用、论文发表费用等。预算总额为30万元。
2.资源保障
本研究所需的实验设备和实验室将由所在单位提供。研究人员可以利用单位的计算资源、文献和知识库等资源，以保证研究的顺利进行。
七、质量保障
本研究所提出的低截获主动声呐发射波形设计方案符合深海探测和通信的实际需求，采用具有科学性、合理性和实用性的方法，同时在对研究成果进行测试和实验后，对每个环节进行评估和验证，以保证研究的质量和可行性。
八、参考文献
1.张涛，王宏，周建华.深海环境下声呐的抗干扰技术.情报杂志，2009（3）：61-64.
2.许昊.近年来主动声呐发射信号设计进展综述.声学技术，2015（1）：71-74.
3.Yang,Y.,Liu,J.,Xie,Y.,etal.(2019).LowInterceptionActiveSonarWaveformDesignandPerformanceAnalysisBasedonVirtualActiveArray.IEEESensorsJournal,19(18),8105-8116