[发明专利]五波束探鱼仪的信号处理系统及其信号处理方法

权利要求书

1.五波束探鱼仪的信号处理系统，包括五波束探鱼仪组件(10)、信号采集卡(20)、信号处理卡(30)、计算机(40)、电缆(50)、转接盒(60)，其特征是：五波束探鱼仪组件(10)与信号采集卡(20)通过PMC接口电信号连接，信号处理卡(30)与信号采集卡(20)通过PMC接口双向电信号连接，信号采集卡(20)通过电缆(50)与转接盒(60)、计算机(40)依次电信号双向连接，还包括GPS定位系统(70)和姿态传感器(80)，GPS定位系统(70)和姿态传感器(80)分别双向电信号连接到转接盒(60)上。

2.应用权利1所述的五波束探鱼仪的信号处理系统的信号处理的方法，其特征是：五波束探鱼仪组件(10)将接收到的8路信号通过电缆(50)传送至信号采集卡(20)进行模数转换形成8路数字信号及用频率为120kHz的采样率进行带通数据采样，信号处理卡(30)对所采集的数据进行正交变换、滤波、波束形成处理形成5路波束信号，信号处理卡(30)对形成5路波束信号进行分析处理，计算机(40)实现控制参数的输入并对处理结果进行显示。

3.根据权利要求2所述的五波束探鱼仪的信号处理系统的信号处理的方法，其特征是：所述信号处理卡(30)对形成5路波束信号进行分析处理是对形成的5路波束信号进行短脉冲回波积分信号处理，采用回波积分法分析鱼群回波的能量，并且利用姿态传感器(80)传来的数据进行姿态补偿得到鱼群能量信息，进而判断鱼群大小、方位、密度。

4.根据权利要求2所述的五波束探鱼仪的信号处理系统的信号处理的方法，其特征是：所述信号处理卡(30)对形成5路波束信号进行分析处理是对形成的5路波束信号进行长脉冲信号处理，即进行检波、求解包络、求解相位、相位补偿、波束频移进而计算分析五波束探鱼仪换能器阵相对于水底的运动速度,并且利用GPS定位系统(70)、姿态传感器(80)的数据对速度信息进行修正，得到绝对速度信息。

5.根据权利要求2、3或4所述的五波束探鱼仪的信号处理系统的信号处理的方法，其特征是所述的信号处理卡(30)对所采集的数据进行正交变换、滤波、波束形成处理，形成5路波束信号的具体方法为：

real()代表对信号取实部，imag()代表对信号取虚部，

8路数字信为s₁(k,n)，其中k＝1,2,…,8，n为采样时间序列；

对8路数字信号进行正交变换，正交变换后的信号为s₂(k,n)，则；

s₂(k,n)＝real(s₂(k,n))+j*imag(s₂(k,n))

real(s₂(k,n))＝s₁(k,n)*cos(2*π*f₀/f_s*n)

imag(s₂(k,n))＝s₁(k,n)*(-sin(2*π*f₀/f_s*n))

其中f₀为带通采样后的信号频率，f₀＝30kHz，f_s为采样率，f_s＝120kHz；

对信号s₂(k,n)进行56阶低通滤波，滤被后的信号为s₃(k,n)，

其中表示卷积，h(n)为56阶低通滤波器系数；

对信号s₃(k,n)进行波束形成处理，8路数字信号经波束形成，输出5路波束信号，波束形成后的信号为s₄(i,n)，

s₄(1,n)＝s₃(1,n)*exp(1j*π/2)+s₃(2,n)+

s₃(3,n)*exp(1j*π*3/2)+s₃(4,n)*exp(1j*π)

s₄(2,n)＝s₃(1,n)+s₃(2,n)*exp(1j*π/2)+

s₃(3,n)*exp(1j*π)+s₃(4,n)*exp(1j*π*3/2)

s₄(3,n)＝s₃(5,n)*exp(1j*π/2)+s₃(6,n)+

s₃(7,n)*exp(1j*π*3/2)+s₃(8,n)*exp(1j*π)

s₄(4,n)＝s₃(5,n)+s₃(6,n)*exp(1j*π/2)+

s₃(7,n)*exp(1j*π)+s₃(8,n)*exp(1j*π*3/2)

其中i＝1代表前向波束输出，i＝2代表后向波束输出，i＝3代表前左波束输出，i＝4代表右向波束输出，i＝5代表中心波束输出；n为采样时间序列。