主动声引信抗波浪识别水面舰船的自适应技术

《主动声引信抗波浪识别水面舰船的自适应技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、主动声引信抗波浪识别水面舰船的自适应技术　摘　要：基于脉冲回声探测的主动声引信识别水面舰船，随机起伏的波浪回声干扰是限制其可识别水面舰船最小吃水的主要因素。对此本文提出了抗波浪回声干扰的自适应预测法，通过预测某一时刻以后若干波浪回波脉冲的到达时间，并与实际回波时间相比较，从而确定是否存在水面舰船。文中给出了该法的方案原理、算法及实验结果。　　关键词：波浪；声引信；自适应；目标识别TheAdaptiveTechniqueforanActiveAcousticfuzetoResistWavesandRecognize

2、aSurfaceShipFengJinli,ChangXiaolan,WangShaoqing(NorthwestPolytechnicalUniversity,Xi′an710072)　　Abstract:Fortheactiveacousticfuzeforatorpedoonthebasisofthedistancemeasurementdonebyusingacousticpulses,theechoofarandomlyundulatingwaveisamaindisturbancetorecogniz

3、easurfaceship.Thispaperputsforwardanadaptivepredictionmethodtoreducewavedisturbance.Withthemethod,thearrivingtimeofnextechocanbepredictedbyusingpasttimedataandrealarrivingtimeiscomparedwiththepredictedonesoastodeterminewhetherasurfaceshipexists.Thispaperprovi

4、destheprinciple,algorithmandsimulationresultsofthismethod.　　Keywords:wave；acousticfuze;adaptive；targetrecognition0　引言　　主动声引信探测水面目标多采用脉冲回声探测原理，即利用舰底回声与海面回声测距的某些特征量(如突变量和变化累积量)来识别水面舰船并抑制海面回声干扰，这种探测方法，其检验统计量是随观测条件如海况级、鱼雷航速、波浪传播速度、鱼雷航向与波浪传播方向的夹角及引信脉冲周期和脉冲个数而变化的，而

5、系统的检验门限是依据对引信最不利的条件(可能产生最大干扰)而确定的，一旦检验门限确定，为使引信可靠动作，则引信识别水面目标的最小吃水受到了限制；同时该法对鱼雷浅水航行深度稳定性要求较严格，否则会引起引信误动。上述问题是主动声引信识别水面目标的一个技术难题。据息国外“80鱼雷”(俄罗斯)声引信仅用于反潜，反水面舰船问题尚未解决，“A184鱼雷(意大利)声引信采用了上述的特征参量法，其可识别水面舰船的最小吃水灵敏度受到很大限制，而且也不能消除由观测条件的随机变化而引起的干扰。本文提出的自适应预测法是解决上述问题的一条

6、有效途径。1　自适应预测法原理　　鱼雷主动声引信在浅水工作状态，无水面舰船时则收到波浪回波，系统不断测量每个回波时间，如图1所示。由发射脉冲前沿启动计时器开始计时，经过整形的回波脉冲前沿止动计时器，在每个脉冲周期内采集一个回波脉冲到达时间数据，如果一个周期内出现两个以上的回波，则仅对最先到达脉冲进行测量，其余为二次以上回波或干扰。 图1　自适应预测法原理　　测量得到的波浪回波时间序列t(n)存入数据记忆存贮器，并由过去的测量数据序列t(n-k)(k=1,2,…,M)预测当前时刻的波浪回波时间，得到预测值(n)，检

7、验预测值(n)与实际测量值t(n)误差δ，若δ大于某一门限Δ，则判当前回波为舰船回波，否则为波浪回波；如判当前回波为舰船回波时，用波浪回波预测值(n)替代实测值t(n)预测下一时刻的波浪回波时间(n+1)，并再检验与实测值t(n+1)的误差δ，脉冲计数器记下超过门限Δ的总脉冲个数N1及连续超过门限的脉冲个数N2，若N1和N2均满足设计要求则判为攻击目标，否则继续检测。 图2　自适应预测器原理图2　自适应预测算法　　自适应预测器原理框图如下：波浪回波时间预测值  (1)式中　wi(n)为第n时刻的权向量；　　　t(

8、n-i)(i=1,2,…,M)为第n时刻的前M个回波时间。权向量wi(n)按LMS算法进行自适应调整wi(n+1)=wi(n)+2μe(n)t(n-i)              (2)式中　μ为步长因子； 　e(n)=t(n)-(n)，，为自适应预测误差。3　算法中的几个问题3.1　稳态误差ξ　　由于算法收敛后，加权矢量wi(n)继续按公式(2)变化，其校正值是随机起伏