许弋慧，宋飞飞

（中船重工第715 研究所，浙江杭州，310012）

0 引言

浮标作为重要搜潜装备，在反潜工作中具有极其重要的作用。主动全向浮标可提供目标距离、径向速度，并且布设速度快，受载机自噪声影响小，三枚主动全向浮标还可精准测定目标的距离及速度[1,2]。而在实际浮标声处理设备研制、测试、维修过程中，由于在地面缺乏浮标声处理设备进行正常工作所需的水声环境，有时无法完成对浮标声处理设备的校准和测试。本文根据实际需求，研制了一种主动全向浮标仿真系统，模拟实际主动全向浮标的特性，采用相应的算法进行处理，完成目标距离和速度的检测。

1 理论分析

1.1 目标速度测量数学模型

主动全向浮标发射某种形式的声信号，利用信号在水下传播途中障碍物或者目标反射的回波来进行探测目标距离及径向速度。CW 单频信号为常用的发射信号。中心频率为500Hz 的信号波形与频谱如图1 和图2 所示。

图1 CW 单频信号时域示意图

图2 CW 单频信号频域示意图

CW 信号测量目标径向速度是基于多普勒频移现象[3]，其基本原理是发射频率为ft单频信号，一旦经目标反射，接收机接收到的信号频率为fr，根据多普勒频移公式即可得出

1.2 目标距离测量数学模型

CW 信号测量目标距离是通过接收回波与发射信号的时间差来计算[3]，根据1.1 节所述，发射机发射单频信号，一旦经目标反射，接收机接收到回波信号，测得信号的往返时间差，对其取半即为单程时间差，通过距离计算公式得出：