利用鯨聲及仿其發(fā)聲特點(diǎn)的偽裝隱蔽水下聲源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于信號(hào)探測(cè)領(lǐng)域；具體講，涉及利用鯨聲及仿其發(fā)聲特點(diǎn)的偽裝隱蔽水下聲源裝置。
技術(shù)背景
[0002]常規(guī)的聲源系統(tǒng)發(fā)射的聲波波形主要有單脈沖波形、脈沖串波形、線性調(diào)頻脈沖波形、頻率編碼波形等，這些信號(hào)有一些共同的特點(diǎn):(I)信號(hào)包絡(luò)為脈沖矩形，(2)包絡(luò)內(nèi)調(diào)制信號(hào)為單頻正弦波或頻率線性變化的正弦波，(3)這些信號(hào)的時(shí)頻特點(diǎn)簡(jiǎn)單，易于區(qū)分、識(shí)別和分類；上述三點(diǎn)導(dǎo)致了常規(guī)聲源信號(hào)易于被敵方偵察系統(tǒng)探測(cè)、識(shí)別和跟蹤，成為被攻擊的瞄準(zhǔn)點(diǎn)，從而對(duì)其生存能力構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。針對(duì)以上問題，本專利采用鯨聲作為聲源系統(tǒng)的發(fā)射波形，并仿鯨的發(fā)聲特點(diǎn)發(fā)射鯨聲信號(hào)，提供一種偽裝性高、隱蔽性強(qiáng)的聲源裝置和方法。鯨聲信號(hào)由不同各類的“clicks”組成(見文獻(xiàn)[I])，這些鯨聲通常分為4 類，分別為:“usual clicks”、“creaks”、“codas”、和 “slow clicks”，且這些嫁聲具有如下特點(diǎn):(1)信號(hào)包絡(luò)隨機(jī)變化，沒有固定的規(guī)律，(2)包絡(luò)內(nèi)調(diào)制信號(hào)為復(fù)雜的寬帶信號(hào)，
[3]鯨聲信號(hào)為非平穩(wěn)信號(hào)，(4)鯨聲信號(hào)的時(shí)頻特點(diǎn)復(fù)雜；上述四點(diǎn)導(dǎo)致了鯨聲信號(hào)一方面不易被探測(cè)，另一方面，即使鯨聲信號(hào)被探測(cè)到了，聲音識(shí)別系統(tǒng)都會(huì)把它當(dāng)成是鯨的聲音而非主動(dòng)聲吶聲源的聲音(見文獻(xiàn)[2-3])而濾除掉。因此，本專利采用鯨聲作為聲源系統(tǒng)的發(fā)射波形，并仿鯨的發(fā)聲特點(diǎn)發(fā)射鯨聲信號(hào)，以起到偽裝隱蔽聲源的目的。
[0003][I] Jaquetj N ；D aw son, S ；Douglas, Lj Vocal behav1r of male spermwhales why do they click ? [J]，Journal of the Acoustical Society ofAmerica, 109(5): 2254-2259，May 2001.
[0004][2] Quyen Q.Huynh, Leon N Cooper, Nathan Intratorj and Hare IShouvalj Classificat1n of Underwater Mammals Using Feature Extract1n Basedon Time - Frequency Analysis and BCM Theory[J], IEEE Transact1ns on SignalProcessing, vol.46，n0.5，May 1998.
[0005][3] Jeff Haun，Kendra Ryan, Nicola Portunatoj Marine Mammal RiskMitigat1n using passive acoustic technologies[C], New Trends for EnvironmentalMonitoring Using Passive Systems, pp.1-5, Oct 2008.【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高聲源偽裝隱蔽能力，為此，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是，利用鯨聲及仿其發(fā)聲特點(diǎn)的偽裝隱蔽水下聲源裝置，包括:
[0007]鯨聲產(chǎn)生器:由控制模塊和存儲(chǔ)模塊組成；控制模塊為多路開關(guān)，根據(jù)輸入的電信號(hào)打開、閉合開關(guān)控制存儲(chǔ)模塊輸出相應(yīng)鯨聲信號(hào)；鯨聲信號(hào)經(jīng)功率放大器、發(fā)生傳感器進(jìn)行輸出。
[0008]存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)有不同海域、不同季節(jié)、不同水文等環(huán)境條件下不同種類鯨的發(fā)出的聲信號(hào)。
[0009]與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的技術(shù)特點(diǎn)與效果:
[0010]本實(shí)用新型能克服常規(guī)主動(dòng)聲吶信號(hào)時(shí)頻特點(diǎn)簡(jiǎn)單，易于被敵方區(qū)分、識(shí)別和定位的缺點(diǎn)。
[0011]本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):(I)聲源信號(hào)采用鯨聲，以利用鯨聲信號(hào)包絡(luò)隨機(jī)變化，沒有固定的規(guī)律，包絡(luò)內(nèi)調(diào)制信號(hào)為復(fù)雜的寬帶信號(hào)，鯨聲信號(hào)為非平穩(wěn)信號(hào)，鯨聲信號(hào)的時(shí)頻特點(diǎn)復(fù)雜的特點(diǎn)，提高聲源的偽裝隱蔽能力；(2)利用鯨聲數(shù)據(jù)庫，根據(jù)不同海域、不同季節(jié)、不同水文等環(huán)境條件下不同種類鯨的發(fā)聲規(guī)律來選擇發(fā)出的鯨聲，進(jìn)一步提高聲源的偽裝隱蔽能力，降低被敵方摧毀的概率。
【附圖說明】
[0012]圖1示出本實(shí)用新型的利用鯨聲及其發(fā)聲特點(diǎn)的偽裝隱蔽水下聲源裝置原理框圖。
[0013]圖2示出本實(shí)用新型的鯨聲產(chǎn)生器I的構(gòu)成圖。
[0014]圖3示出本實(shí)用新型中所述鯨聲發(fā)射波形的一個(gè)實(shí)例。
[0015]圖1中:1為鯨聲產(chǎn)生器，2為命令控制接口，3為功率放大器，4為發(fā)生傳感器。
[0016]圖2中:5為控制模塊，6為存儲(chǔ)模塊。
[0017]圖3 中:7 為一個(gè) “usual clicks” 鯨聲，8 為一個(gè) “creaks” 鯨聲。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種利用鯨聲及其發(fā)聲特點(diǎn)的偽裝隱蔽水下聲源裝置及方法，它能克服常規(guī)主動(dòng)聲吶信號(hào)時(shí)頻特點(diǎn)簡(jiǎn)單，易于區(qū)分、識(shí)別和定位的缺點(diǎn)。
[0019]本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):(I)采用信號(hào)包絡(luò)隨機(jī)變化，沒有固定的規(guī)律，包絡(luò)內(nèi)調(diào)制信號(hào)為復(fù)雜的寬帶信號(hào)，信號(hào)為非平穩(wěn)信號(hào)，信號(hào)的時(shí)頻特點(diǎn)復(fù)雜的鯨聲信號(hào)作為主動(dòng)聲吶發(fā)射聲信號(hào)，此類鯨聲信號(hào)具有偽裝隱蔽的作用；(2)采用能根據(jù)實(shí)際的海域、季節(jié)、水文等環(huán)境條件產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的鯨聲信號(hào)的鯨聲數(shù)據(jù)庫和相應(yīng)軟件，能進(jìn)一步提高聲源的偽裝隱蔽能力，以減小我方聲源被敵方偵察系統(tǒng)識(shí)別與定位，從而被摧毀的概率。
[0020]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是，利用鯨聲及其發(fā)聲特點(diǎn)的偽裝隱蔽水下聲源裝置，包括:
[0021]鯨聲產(chǎn)生器:鯨聲產(chǎn)生器I是一個(gè)硬件平臺(tái)，它由控制模塊5和存儲(chǔ)模塊6組成；在存儲(chǔ)模塊6中存放有鯨聲數(shù)據(jù)，鯨聲數(shù)據(jù)包含有不同海域、不同季節(jié)、不同水文等環(huán)境條件下不同種類鯨的發(fā)聲規(guī)律數(shù)據(jù)，通過命令控制接口 2能控制鯨聲產(chǎn)生器I中的控制模塊5從存儲(chǔ)模塊6中選擇與相應(yīng)的海域、季節(jié)、水文等環(huán)境相匹配的鯨聲輸出至功率放大器3 ;
[0022]命令控制接口:命令控制接口 2與鯨聲產(chǎn)生器I相連接，用于傳送命令至鯨聲產(chǎn)生器1，控制鯨聲產(chǎn)生器I從數(shù)據(jù)庫中選擇滿足不同應(yīng)用需求的鯨聲輸出至功率放大器3 ;
[0023]功率放大器:功率放大器