一種大功率信號(hào)發(fā)射時(shí)消除發(fā)射機(jī)電源電壓或電流突變的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大功率信號(hào)發(fā)射時(shí)消除發(fā)射機(jī)電源電壓或電流突變的解決方法，屬于聲納探測【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法在相位不連續(xù)的兩段信號(hào)的連接處，插入若干離散點(diǎn)，使得兩段信號(hào)的首尾信號(hào)相位連續(xù)。步驟如下：求插入離散點(diǎn)的個(gè)數(shù)N；求插入離散點(diǎn)的相位總和θ0；求各離散點(diǎn)的步進(jìn)相位θ；信號(hào)發(fā)射。本發(fā)明的有益效果是；本發(fā)明針對(duì)大功率信號(hào)發(fā)射時(shí)消除發(fā)射機(jī)電源電壓或電流突變提出一種解決方法，該方法完成對(duì)不同發(fā)射方位脈沖信號(hào)的首尾相位進(jìn)行平滑相接的實(shí)時(shí)計(jì)算，使原本不連續(xù)的信號(hào)相位平滑連續(xù)，從而保證發(fā)射機(jī)的發(fā)射效率及保護(hù)發(fā)射機(jī)的硬件安全。本方法計(jì)算簡便，適應(yīng)性較強(qiáng)，并且通過大功率發(fā)射試驗(yàn)，驗(yàn)證了該方法能夠有效消除發(fā)射機(jī)電源電壓或電流的突變，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
【專利說明】一種大功率信號(hào)發(fā)射時(shí)消除發(fā)射機(jī)電源電壓或電流突變的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為針對(duì)一種大功率信號(hào)發(fā)射時(shí)消除發(fā)射機(jī)電源電壓或電流突變的解決方法，主要用于聲納設(shè)備大功率發(fā)射，保護(hù)發(fā)射機(jī)硬件安全，屬于聲納探測【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在聲納設(shè)備的目標(biāo)探測方式中，主動(dòng)工作方式是最主要的工作方式之一。聲納探測設(shè)備在主動(dòng)工作方式發(fā)射不同方位信號(hào)時(shí)，各發(fā)射通道信號(hào)的初始相位與發(fā)射的空間方位相關(guān)聯(lián)，故發(fā)射不同方位信號(hào)就有不同的發(fā)射初相位，從而前后兩個(gè)發(fā)射波束的各發(fā)射通道的信號(hào)相位會(huì)有突變。在主動(dòng)信號(hào)發(fā)射過程中，信號(hào)相位的不連續(xù)會(huì)降低發(fā)射機(jī)的發(fā)射效率，從而導(dǎo)致發(fā)射機(jī)電源電壓或電流的突變，甚至導(dǎo)致發(fā)射機(jī)硬件的損毀。目前，聲納設(shè)備的信號(hào)源在一個(gè)發(fā)射周期內(nèi)發(fā)射不同方位信號(hào)時(shí)，一般采取在兩個(gè)發(fā)射脈沖信號(hào)間插入間隔的方法，而該方法缺點(diǎn)是會(huì)增加聲納設(shè)備探測的盲區(qū)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是，針對(duì)當(dāng)前聲納設(shè)備的信號(hào)源會(huì)增加聲納設(shè)備探測的盲區(qū)的不足，提出一種對(duì)兩段不同發(fā)射方位脈沖信號(hào)的首尾相位進(jìn)行平滑后相接并使之連續(xù)的計(jì)算方法，保證發(fā)射機(jī)的發(fā)射效率，消除發(fā)射機(jī)電源電壓或電流的突變，保護(hù)發(fā)射機(jī)的硬件安全。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種大功率信號(hào)發(fā)射時(shí)消除發(fā)射機(jī)電源電壓或電流突變的方法，其在相位不連續(xù)的兩段信號(hào)的連接處，插入若干離散點(diǎn)，使得兩段信號(hào)的首尾信號(hào)相位連續(xù)。該方法具體包括如下步驟:
[0005]步驟一:求插入離散點(diǎn)的個(gè)數(shù)N:
[0006]通常聲納設(shè)備的發(fā)射信號(hào)頻率從15kHz到35kHz不等，D/Α輸出采樣頻率為信號(hào)頻率的數(shù)倍，一般可到200kHz左右，而采集數(shù)據(jù)且信號(hào)降采樣處理后的采樣頻率一般比信號(hào)頻率為低，可到10kHz以下。
[0007]假設(shè)D/Α輸出采樣頻率為fsl，信號(hào)降采樣處理后的采樣率為fs2，則插入離散點(diǎn)的個(gè)數(shù)N為0.6N0≤N≤N0并取整，N0為fsl / fs2。
[0008]步驟二:求插入離散點(diǎn)的相位總和Θ 0:
[0009]各發(fā)射通道要發(fā)射的兩段信號(hào)的首尾頻率一般較接近，取兩個(gè)頻率的平均值作為插入離散點(diǎn)的中心頻率fO。根據(jù)D/Α輸出采樣頻率fsl，可得一個(gè)完整sin周期信號(hào)的離散點(diǎn)數(shù)n = fsl / f0，則插入N個(gè)離散點(diǎn)的相位總和為Θ 0 = 2 Ji ΧΝ / η。
[0010]步驟三:求各離散點(diǎn)的步進(jìn)相位Θ:
[0011]假設(shè)前一段信號(hào)的最后一點(diǎn)相位為Θ 1，后一段信號(hào)的第一點(diǎn)相位為Θ2,其中θ 1和Θ 2均為0~2π ),兩點(diǎn)間的相位差及與插入的總相位之和為Ψ = Θ 2 — θ 1 +Θ0，則每個(gè)離散點(diǎn)的步進(jìn)相位為θ = ψ / (Ν+1)。[0012]步驟四:信號(hào)發(fā)射
[0013]各發(fā)射通道在發(fā)射完第一段信號(hào)后，先發(fā)射N個(gè)離散點(diǎn)，再發(fā)射第二段信號(hào)，N個(gè)離散點(diǎn)值為s(i) = A(i)XC0S(e 1 + ?Χ Θ)，其中，i=l，2，…，Ν, ?、艦楦麟x散點(diǎn)的幅度函數(shù)。
[0014]本發(fā)明的有益效果是；本發(fā)明針對(duì)大功率信號(hào)發(fā)射時(shí)消除發(fā)射機(jī)電源電壓或電流突變提出一種解決方法，該方法完成對(duì)不同發(fā)射方位脈沖信號(hào)的首尾相位進(jìn)行平滑相接的實(shí)時(shí)計(jì)算，使原本不連續(xù)的信號(hào)相位平滑連續(xù)，從而保證發(fā)射機(jī)的發(fā)射效率及保護(hù)發(fā)射機(jī)的硬件安全。本方法計(jì)算簡便，適應(yīng)性較強(qiáng)，并且通過大功率發(fā)射試驗(yàn)，驗(yàn)證了該方法能夠有效消除發(fā)射機(jī)電源電壓或電流的突變，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】:
[0015]本實(shí)施例中的大功率信號(hào)發(fā)射時(shí)消除發(fā)射機(jī)電源電壓或電流突變的方法，包括如下步驟:
[0016]步驟一:求插入離散點(diǎn)的個(gè)數(shù)N:
[0017]假設(shè)聲納設(shè)備發(fā)射的信號(hào)的頻率fO第一段為19kHz、第二段為21kHz，D/A輸出采樣頻率fsl為200kHz，采集數(shù)據(jù)且信號(hào)降采樣處理后的采樣頻率fs2為8kHz。
[0018]因NO = fsl / fs2，則N0=25，插入離散點(diǎn)的個(gè)數(shù)N為0.6N0≤N≤NO的整數(shù)，本實(shí)施例中，N取20。
[0019]步驟二:求插入離散點(diǎn)的相位總和Θ 0:
[0020]兩段信號(hào)頻率的平均值fO為20kHz，根據(jù)D/Α輸出采樣頻率fsl，可得一個(gè)完整sin周期信號(hào)的離散點(diǎn)數(shù)n = fsl / fO,即η = 10,則插入N個(gè)離散點(diǎn)的相位總和為Θ0 =
231 ΧΝ / η,本實(shí)施例中，θ ο = 4 π。
[0021]步驟三:求各離散點(diǎn)的步進(jìn)相位Θ:
[0022]假設(shè)第一發(fā)射通道前一段信號(hào)的最后一點(diǎn)相位θ 1為0.5 π，后一段信號(hào)的第一點(diǎn)相位Θ 2為1.2 31，其中θ 1和Θ 2均為0~2 31 ),兩點(diǎn)間的相位差及與插入的總相位之和為Ψ = Θ 2 — θ 1 + Θ 0，即Ψ = 4.7 π，則每個(gè)離散點(diǎn)的步進(jìn)相位為θ = ψ / (Ν +1)，本實(shí)施例中，Θ = 0.7031。
[0023]步驟四:信號(hào)發(fā)射
[0024]第一發(fā)射通道在發(fā)射完第一段信號(hào)后，先發(fā)射Ν個(gè)離散點(diǎn)，再發(fā)射第二段信號(hào)，Ν個(gè)離散點(diǎn)值為 S(i) = A(i) XC0S( Θ 1 + iX θ) = A(i) XC0S(0.5 31 + i X 0.7031)，其中，i=L2,..., N, A(i)為各離散點(diǎn)的幅度函數(shù)。
[0025]其余發(fā)射通道計(jì)算時(shí)，N和Θ0取值與第一發(fā)射通道相同，而由于該發(fā)射通道前一段信號(hào)的最后一點(diǎn)相位θ1及后一段信號(hào)的第一點(diǎn)相位Θ2與第一發(fā)射通道不相同，應(yīng)用步驟三重新計(jì)算該通道的步進(jìn)相位Θ，應(yīng)用步驟四進(jìn)行信號(hào)發(fā)射。
【權(quán)利要求】
1.一種大功率信號(hào)發(fā)射時(shí)消除發(fā)射機(jī)電源電壓或電流突變的方法，其特征在于，包括如下步驟:步驟一:求插入離散點(diǎn)的個(gè)數(shù)N:假設(shè)D/Α輸出采樣頻率為fsl，信號(hào)降采樣處理后的采樣率為fs2，則插入離散點(diǎn)的個(gè)數(shù)N為(λ 6N0≤N≤NO并取整，NO為fsl / fs2 ；步驟二:求插入離散點(diǎn)的相位總和Θ 0:各發(fā)射通道要發(fā)射的兩段信號(hào)的首尾頻率一般較接近，取兩個(gè)頻率的平均值作為插入離散點(diǎn)的中心頻率fO ;根據(jù)D/Α輸出采樣頻率fsl，可得一個(gè)完整sin周期信號(hào)的離散點(diǎn)數(shù)n = fsl / fO，則插入N個(gè)離散點(diǎn)的相位總和為Θ 0 = 2 Ji XN / η ;步驟三:求各離散點(diǎn)的步進(jìn)相位Θ:假設(shè)前一段信號(hào)的最后一點(diǎn)相位為Θ 1，后一段信號(hào)的第一點(diǎn)相位為Θ2,其中Θ1和Θ 2均為(0~2 π )，兩點(diǎn)間的相位差及與插入的總相位之和為Ψ = Θ 2 — θ 1 + Θ 0，則每個(gè)離散點(diǎn)的步進(jìn)相位為θ = ψ / (Ν+ 1)。步驟四:信號(hào)發(fā)射:各發(fā)射通道在發(fā)射完第一段信號(hào)后，先發(fā)射Ν個(gè)離散點(diǎn)，再發(fā)射第二段信號(hào)，Ν個(gè)離散點(diǎn)值為S(i) = A(i)XC0S(9 1 + iX Θ)，其中，i=l，2，…，Ν, ?、艦楦麟x散點(diǎn)的幅度函數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01S7/524GK103728610SQ201410025818
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】丁永泉, 周湘?zhèn)? 高鵬, 劉維, 李永勝 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七〇五研究所