[发明专利]一种舰船尾流回波信号源系统及其实现方法

权利要求书

1.一种舰船尾流回波信号源系统，其特征在于，包括：

主控模块，用来通过数据交互模块传输命令和数据给舰船尾流回波信号产生模块；

数据交互模块，用来实现主控模块向舰船尾流回波信号产生模块的命令和数据传输功能；

舰船尾流回波信号产生模块，用来对舰船尾流回波信号产生运算并输出舰船尾流回波信号。

2.根据权利要求1所述的舰船尾流回波信号源系统，其特征在于，所述舰船尾流回波信号产生模块包括由按顺序依次串连的高斯白噪声发生子模块、声源发射阵子模块、入射声波传播子模块、声波散射子模块、散射声波传播子模块和回波接收阵子模块，每个子模块由一片信号处理DSP构成，各子模块按顺序依次串连构成六级信号处理DSP流水线阵列；除第一级信号处理DSP外，其余每级信号处理DSP的输入信号为上一级信号处理DSP的输出信号，所述回波接收阵子模块的输出信号为舰船尾流回波信号。

3.根据权利要求1所述的舰船尾流回波信号源系统，其特征在于，所述数据交互模块中的双口RAM分为六块存储区域，所述六块存储区域分别与舰船尾流回波信号产生模块中的六个子模块相对应，作为所述主控模块的信号处理DSP向双口RAM写入命令和数据的同时，作为六个子模块的信号处理DSP从双口RAM中对应的存储区域读取所需命令和数据。

4.一种根据权利要求1～3中任意一项所述舰船尾流回波信号源系统的尾流回波信号实现方法，其特征在于步骤为：

(1)读取启动命令及高斯白噪声均值和均方差数据，产生高斯白噪声x₁(t)后输出；

(2)接收x₁(t)，然后读取声源发射阵波束指向性函数并输出信号x₂(t)，其中为发射阵波束方向角，x₂(t)表示为如下关系式：

(3)接收x₂(t)，然后读取声源和散射点之间的距离r₁、声吸收衰减系数β并输出信号x₃(t)，x₃(t)表示为如下关系式：

x3(t)=1r1·10-βr120·x2(t-r1c)]]>

式中，c为水中声速；

(4)接收x₃(t)，然后读取气泡半径R、气泡分布函数n(R)、气泡谐振频率f_a、尾流自导系统工作频率f、谐振时气泡衰减常数δ，其中n(R)中的R为气泡半径，输出信号x₄(t)；x₄(t)可表示为如下关系式：

x4(t)=∫VS·x3(t)dV]]>

式中，V为对当前时刻舰船尾流回波信号有贡献的尾流散射区，S为舰船尾流散射系数，S可表示为如下关系式：

S=∫RminRmaxn(R)R2dR(fa2/f2-1)2+δ2]]>

式中，R_max为最大气泡半径，R_min为最小气泡半径；

(5)接收x₄(t)，然后读取散射点和接收阵之间的距离r₂、声吸收衰减系数β并输出信号x₅(t)，x₅(t)表示为如下关系式：

x5(t)=1r2·10-βr220·x4(t-r2c);]]>

(6)接收x₅(t)，然后读取接收阵波束指向性函数其中为接收阵波束方向角，并输出信号x₆(t)，x₆(t)即为舰船尾流回波信号，表示为如下关系式：