一种基于相位生成载波的反正切算法探测水下目标的方法技术

一种基于相位生成载波的反正切算法探测水下目标的方法，涉及水下目标探测领域，为了解决DCM算法对200Hz以下的低频信号解调效果不理想，水面存在较大扰动的情况下，不能准确解调出水下声源频率信息的问题。该方法基于迈克尔逊干涉系统实现，测量光受到水表面的调制并被反射，然后与参考光发生干涉，光电转化器件将干涉光信号转换为电信号；在参考光中引入高频载波，滤除电信号中的直流分量后获得探测信号，对探测信号分别进行一倍载波信号和二倍载波信号混频，得到的两路正交信号，对两路正交信号进行相除，利用反正切算法解调相位，再滤除水表面低频波动，得到水表面微幅波的频率信息，实现水下目标的探测。本发明专利技术适用于水下目标的探测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相位生成载波的反正切算法探测水下目标的方法
本专利技术涉及水下目标探测领域。
技术介绍
水下声源信息的探测和特征识别是国防和海洋工程领域的热点研究问题之一。尤其在军事方面，潜艇等水下声源目标的侦查一直以来是海洋防务的关键问题。为克服声呐技术和机载蓝绿激光雷达海洋探测技术的不足，学者们提出一种“激光-声”联合探测技术。该技术在空中利用激光探测，在水下用声波传递信息，发挥声光各自优势，把激光技术与声学、电子学有机结合，越来越受到国内外学者的重视。目前这一方向的研究尚处于实验室阶段，学者们尝试不同的方法实现水下声源信息的探测，但不论是散射光斑法、激光通量法、光线分析法还是光衍射法，均是利用光电接收器件直接接收水面的反射光，在反馈信号提取上是对光强信号的直接处理。本课题组提出了基于激光干涉的水下目标空中探测方法，在反馈信号获取方式上是一种全新的尝试。利用水表面声波对探测激光束的相位调制作用探测水下声信号，从干涉信号中解调出水表面声波信息，从而实现水下目标的探测。本课题组在这一领域进行了较大量的研究工作，并取得了一定进展，但200Hz以下的低频段信号解调一直是一个技术难点。采用频谱分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于相位生成载波的反正切算法探测水下目标的方法，该方法基于迈克尔逊干涉系统实现，测量光受到水表面的调制并被反射，然后与参考光发生干涉，光电转化器件将干涉光信号转换为电信号；其特征在于，该方法为：在参考光中引入高频载波，滤除电信号中的直流分量后获得探测信号，对探测信号分别进行一倍载波信号和二倍载波信号混频，得到的两路正交信号，对两路正交信号进行相除，利用反正切算法解调相位，再滤除水表面低频波动，得到水表面微幅波的频率信息，实现水下目标的探测。

【技术特征摘要】
1.一种基于相位生成载波的反正切算法探测水下目标的方法，该方法基于迈克尔逊干涉系统实现，测量光受到水表面的调制并被反射，然后与参考光发生干涉，光电转化器件将干涉光信号转换为电信号；其特征在于，该方法为：在参考光中引入高频载波，滤除电信号中的直流分量后获得探测信号，对探测信号分别进行一倍载波信号和二倍载波信号混频，得到的两路正交信号，对两路正交信号进行相除，利用反正切算法解调相位，再滤除水表面低频波动，得到水表面微幅波的频率信息，实现水下目标的探测。2.根据权利要求1所述的一种基于相位生成载波的反正切算法探测水下目标的方法，其特征在于，该方法具体为：在参考光中引入高频载波，引入的高频载波的调制度为C、角频率为ω0、初相位为则滤除电信号中的直流分量后获得的探测信号U(t)为：令水表面的振动引起的相位为即：其中，A为探测信号的增益，k为波数，An、ωn、分别为水表面自然波动的振幅、角频率和初相位；As、ωs、分别为水下声源引起的水表面微幅波振幅、角频率和初相位；对探测信号U(t)分别进行一倍载波信号和二倍载波信号混频，经过低通滤波后得到的两路正交信号U1c和U2c：其中，J...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓琳，毛红杰，唐文彦，王军，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23