利用鲸声及仿其发声特点的伪装隐蔽水下声源装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于信号探测领域，为提高声源伪装隐蔽能力，本发明专利技术采取的技术方案是，利用鲸声及仿其发声特点的伪装隐蔽水下声源装置，包括：命令控制接口；鲸声产生器：由控制模块和存储模块组成；在存储模块中存放有鲸声数据库，鲸声数据库包含有不同海域、不同季节、不同水文环境条件下不同种类鲸的发声规律数据，控制模块用于根据来自命令控制接口的命令控制存储模块输出与相应的海域、季节、水文等环境相匹配的鲸声至功率放大器；功率放大器、发声传感器：发声传感器用于接收来自功率放大器输出的鲸声信号，然后将其发送出去。本发明专利技术主要应用于信号探测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信号探测领域；具体讲，涉及利用鲸声及仿其发声特点的伪装隐蔽水下声源装置及方法。技术背景常规的声源系统发射的声波波形主要有单脉冲波形、脉冲串波形、线性调频脉冲波形、频率编码波形等，这些信号有一些共同的特点：(1)信号包络为脉冲矩形，(2)包络内调制信号为单频正弦波或频率线性变化的正弦波，(3)这些信号的时频特点简单，易于区分、识别和分类；上述三点导致了常规声源信号易于被敌方侦察系统探测、识别和跟踪，成为被攻击的瞄准点，从而对其生存能力构成严重的威胁。针对以上问题，本专利采用鲸声作为声源系统的发射波形，并仿鲸的发声特点发射鲸声信号，提供一种伪装性高、隐蔽性强的声源装置和方法。鲸声信号由不同各类的“clicks”组成(见文献[1])，这些鲸声通常分为4类，分别为：“usual clicks”、“creaks”、“codas”、和“slow clicks”，且这些鲸声具有如下特点：(1)信号包络随机变化，没有固定的规律，(2)包络内调制信号为复杂的宽带信号，(3)鲸声信号为非平稳信号，(4)鲸声信号的时频特点复杂；上述四点导致了鲸声信号一方面不易被探测，另一方面，即使鲸声信号被探测到了，声音识别系统都会把它当成是鲸的声音而非主动声呐声源的声音(见文献[2-3])而滤除掉。因此，本专利采用鲸声作为声源系统的发射波形，并仿鲸的发声特点发射鲸声信号，以起到伪装隐蔽声源的目的。[1]Jaquet,N；Dawson,S；Douglas,L,Vocal behavior of male sperm whales why do they click？[J],Journal of the Acoustical Society of America,109(5):2254-2259,May 2001.[2]Quyen Q.Huynh,Leon N Cooper,Nathan Intrator,and Harel Shouval,Classification of Underwater Mammals Using Feature Extraction Based on Time–Frequency Analysis and BCM Theory[J],IEEE Transactions on Signal Processing,vol.46,no.5,May 1998.[3]Jeff Haun,Kendra Ryan,Nicola Portunato,Marine Mammal Risk Mitigation using passive acoustic technologies[C],New Trends for Environmental Monitoring Using Passive Systems,pp.1-5,Oct 2008.
技术实现思路
为克服现有技术的不足，提高声源伪装隐蔽能力，为此，本专利技术采取的技术方案是，利用鲸声及仿其发声特点的伪装隐蔽水下声源装置，包括：命令控制接口：命令控制接口与鲸声产生器相连接，用于传送命令至鲸声产生器，控制鲸声产生器从数据库中选择满足不同应用需求的鲸声输出至功率放大器；鲸声产生器：由控制模块和存储模块组成；在存储模块中存放有鲸声数据库，鲸声数据库包含有不同海域、不同季节、不同水文环境条件下不同种类鲸的发声规律数据，控制模块用于根据来自命令控制接口的命令控制存储模块输出与相应的海域、季节、水文等环境相匹配的鲸声至功率放大器；功率放大器：功率放大器用于接收来自鲸声产生器的鲸声信号，然后将鲸声信号放大至应用所需功率后，输出至发声传感器；发声传感器：发声传感器用于接收来自功率放大器输出的鲸声信号，然后将其发送出去。利用鲸声及仿其发声特点的伪装隐蔽水下声源方法，包括如下步骤：向鲸声产生器中的控制模块发送命令；控制模块根据接收到的命令控制鲸声产生器中的存储模块输出相应的鲸声信号；使鲸声信号经过功率放大由发声传感器发送出去。预先将不同海域、不同季节、不同水文等环境条件下不同种类鲸的发出的声信号存储在鲸声产生器中的存储模块。与已有技术相比，本专利技术的技术特点与效果：本专利技术能克服常规主动声呐信号时频特点简单，易于被敌方区分、识别和定位的缺点。本专利技术具有如下优点：(1)声源信号采用鲸声，以利用鲸声信号包络随机变化，没有固定的规律，包络内调制信号为复杂的宽带信号，鲸声信号为非平稳信号，鲸声信号的时频特点复杂的特点，提高声源的伪装隐蔽能力；(2)利用鲸声数据库，根据不同海域、不同季节、不同水文等环境条件下不同种类鲸的发声规律来选择发出的鲸声，进一步提高声源的伪装隐蔽能力，降低被敌方摧毁的概率。附图说明图1示出本专利技术的利用鲸声及其发声特点的伪装隐蔽水下声源装置原理框图。图2示出本专利技术的鲸声产生器1的构成图。图3示出本专利技术中所述鲸声发射波形的一个实例。图1中：1为鲸声产生器，2为命令控制接口，3为功率放大器，4为发生传感器。图2中：5为控制模块，6为存储模块。图3中：7为一个“usual clicks”鲸声，8为一个“creaks”鲸声。具体实施方式为克服现有技术的不足，本专利技术提供一种利用鲸声及其发声特点的伪装隐蔽水下声源装置及方法，它能克服常规主动声呐信号时频特点简单，易于区分、识别和定位的缺点。本专利技术具有如下优点：(1)采用信号包络随机变化，没有固定的规律，包络内调制信号为复杂的宽带信号，信号为非平稳信号，信号的时频特点复杂的鲸声信号作为主动声呐发射声信号，此类鲸声信号具有伪装隐蔽的作用；(2)采用能根据实际的海域、季节、水文等环境条件产生相对应的鲸声信号的鲸声数据库和相应软件，能进一步提高声源的伪装隐蔽能力，以减小我方声源被敌方侦察系统识别与定位，从而被摧毁的概率。本专利技术采取的技术方案是，利用鲸声及其发声特点的伪装隐蔽水下声源装置及方法，包括：鲸声产生器：鲸声产生器1是一个硬件平台，它由控制模块5和存储模块6组成；在控制模块5中安装有鲸声数据库和相应软件，在存储模块6中存放有鲸声数据库，鲸声数据库包含有不同海域、不同季节、不同水文等环境条件下不同种类鲸的发声规律数据，通过命令控制接口2能控制鲸声产生器1中的控制模块5从存储模块6中选择与相应的海域、季节、水文等环境相匹配的鲸声输出至功率放大器3；命令控制接口：命令控制接口2与鲸声产生器1相连接，用于传送命令至鲸声产生器1，控制鲸声产生器1从数据库中选择满足不同应用需求的鲸声输出至功率放大器3；功率放大器：功率放大器3用于接收来自鲸声产生器1的鲸声信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用鲸声及仿其发声特点的伪装隐蔽水下声源装置，其特征是，包括：命令控制接口：命令控制接口与鲸声产生器相连接，用于传送命令至鲸声产生器，控制鲸声产生器从数据库中选择满足不同应用需求的鲸声输出至功率放大器；鲸声产生器：由控制模块和存储模块组成；在存储模块中存放有鲸声数据库，鲸声数据库包含有不同海域、不同季节、不同水文环境条件下不同种类鲸的发声规律数据，控制模块用于根据来自命令控制接口的命令控制存储模块输出与相应的海域、季节、水文等环境相匹配的鲸声至功率放大器；功率放大器：功率放大器用于接收来自鲸声产生器的鲸声信号，然后将鲸声信号放大至应用所需功率后，输出至发声传感器；发声传感器：发声传感器用于接收来自功率放大器输出的鲸声信号，然后将其发送出去。

【技术特征摘要】
1.一种利用鲸声及仿其发声特点的伪装隐蔽水下声源装置，其特征是，包括：命令控制接口：
命令控制接口与鲸声产生器相连接，用于传送命令至鲸声产生器，控制鲸声产生器从数据
库中选择满足不同应用需求的鲸声输出至功率放大器；
鲸声产生器：由控制模块和存储模块组成；在存储模块中存放有鲸声数据库，鲸声数
据库包含有不同海域、不同季节、不同水文环境条件下不同种类鲸的发声规律数据，控制
模块用于根据来自命令控制接口的命令控制存储模块输出与相应的海域、季节、水文等环
境相匹配的鲸声至功率放大器；
功率放大器：功率放大器用于接收来自鲸声产生器的鲸声信号，然后将鲸声信号放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋佳佳，段发阶，李彦超，薛俊，袁文澹，袁建富，李宸阳，黄婷婷，马凌，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12