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速度‰与量程Ｒ的关系如下：：
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１ Ｑ４
‰＝肌量×二（Ｒｘ二Ｈ）
Ｒ为量程，Ｈ为期望在目标上测量的点数。
由于多脉冲系统中的一个通道在发射脉冲的 同时，其余通道在接收信号，在信号接收过程中使 用ＴＶＧ增益控制是不合适的。简单的处理办法是 每个通道有自己独立的ＴＶＧ控制，无疑这增加了 硬件的成本，是不可取的。本方案采用２４位高动 态的ＡＤ转换器，其理论动态达１４４ｄＢ，实际工作 时，２００Ｋ采样率时也可以达到１２０ｄＢ以上，可以 满足使用要求。 接收的回波信号经过放大器和带通滤波器得 到合适带宽的信号，混合信号经过一个高动态的 ＡＤ转换后进行数字化处理，在任何时刻接收到的 回波信号可以来自不同的脉冲，每个不同的脉冲在 某时刻探测到不同的海底区域，可以采用匹配滤波 来实现线性调频信号的不同脉冲之间的隔离，之后 进行增益自动增益控制，补偿由于传播和吸收的引 起的损失。处理过程如图３所示。
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第３０卷第３期 ２０１１印６月
卢学技术
高速多脉冲侧扫声纳设计
刘磊１，张纯２
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擅蔓・翻扫声纳是撵测海底地形地貌的重要Ｉ具。计算机技术的广泛应用极大地促进了侧扫声纳的旋展．丰立舟
“了高速多脉冲佣扫声纳的基奉联Ⅱ，井设计基丰的多脉冲倒扫声纳系统和宣验测试。
多脉冲侧扫声纳与基本颦侧扫声纳扣比主耍
优点是：在相同航速下有更高的目标探测概率，可
以在更高的航速下扫测海域．能够人大的提高扫测
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侧扫声纳在扫侧过程中，为了满足测量规范中
效率，同时系统的复杂度和价格又低ｒ多波束侧扫
声纳。
全覆盖的要求．侧扫声纳艟火速度％与最稗Ｒ必
其中圪。为允许的最火航行速度（单位为节）， Ｍ为波束数或脉冲数，Ｌ为目标尺度，Ｃ为声速， 由公式（２）可知，在其他条件不变的情况下，只 要提高发射脉冲数Ｍ，即可以提高拖鱼最大速度， 其扫侧速度是常规侧扫声纳的Ｍ倍。
３设计与实现
多脉冲侧扫声纳与单脉冲侧扫声纳最大不同 在于多脉冲是在一个发射岗期内发射多个不同类 型的编码信号。 ３．１发射信号的设计 多脉冲侧扫声纳的发射信号采用线性调频 ＬＦＭ信号，为了能区分每个脉冲，要求每个脉冲的 能量集中在互不重叠的频带内，可以通过增加系统 带宽来获得更多的发射脉冲数。系统的有效带宽由 发射／接收换能器决定，增加脉冲数会增加换能器的 复杂度，两者之间需要折中处理。
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须满足如下条件：
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‰＝￡×ｉ×ｍ１．９Ｈ４、
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式中‰为允许拖鱼最大航向速度（单位：节，
Ｉ节＝ｏ ５ｍ／ｓ），Ｌ为Ｈ标尺寸，Ｃ为声速，Ｒ为量程，
３４２
声
学
技
术
２０１１年
Ｈ为期望在目标上测最的点数。 从（１）式可以看出，当日标一定时，最大拖 曳速度与量程成反比，也就是说，量程越大，要求 拖曳速度越低，这在某些应用场合，如高速探测水 中目标中时就不满足要求，多脉冲侧扫声纳能够解 决这一问题。多波束是在同一时刻形成多个波束的 信号，多脉冲是利用在一个发射周期内发射多个不 同类型的编码信号来实现航速的提高，其最大拖曳
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试验结果
根据上述原理的完成了声纳系统的设计与测
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试．选择中心频率１５０ｋＨｚ，换能器的波束开角为 ｌ。。试验采用２脉冲进行测试，验证多脉冲侧扫 声纳的基本原理。并在千岛湖湖区进行实地验证和 测试。实验结果表明，该系统能够对海底目标正确 成像，同时速度比单脉冲侧扫声纳速度快近２倍。 图４为实际测试千岛湖湖底声图。
３．２换能器的配置 由于多脉冲侧扫声纳要在一个声纳工作周期 内发射多个脉冲，同时连续接收海底同波，这就要 求隔离发射和接收单元，采用收发分置的换能器。 发射和接收换能器器之间的声串扰是多脉冲侧扫 声纳需要解决的问题，必须在发射和接收换能器之 间采取有效的隔离措施，将发射和接收换能器轴向 隔开，前后放置。 ３．３信号的接收与处理
高速多脉冲侧扫声纳设计
作者： 作者单位： 刘磊， 张纯 刘磊(海军驻北京地区武备配套军事代表室,北京,100082)， 张纯(中国科学院声学研究所 ,北京,100190)
本文链接：/Conference_7625577.aspx
图２双脉冲发射信号频带分布
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第３期
刘藉等：高速多脉冲蕾扫声蚋役汁
从声嘲ｈ看，湖底的地形地貌比较清晰．但是 声圈细节币清晰．其原因可能是旁瓣抑制效果不是
很理想，下一步需要研究小同脉冲信峙之『ＨＪ的隔离
度。
５结论
本文讨沧了在每个声纳工作周期内发射多脉
波信号．一个工作周期内只有发射和接收一个脉冲
信号。在满足全覆盖扫测的条件下．其堆太拖曳速
度一般Ｈ有４“节。
中山现了扫测速度与扫测宽带矛盾．为了解决这一 问题．本文给出一种高速多脉冲侧扫声纳设计方案 多脉冲侧扫声纳是在一个声纳发射周期内连 续发射多个声脉冲，通过后端信号处理技术使各个 脉冲心渡之同有的隔离度超过６０血的隔离度，达 到声纳成像的目的图像声纳系统。
图２为两脉冲的带宽分布，中心频率为厶，有
效频谱被平均分在Ａ和Ｂ两个频带内，并使他们之 间的过渡带最小。为了减小旁瓣和泄漏，我们采用 加窗的方法来解决。本系统中心频率为１５０ｋＨｚ， Ａ和Ｂ的．３ｄＢ带宽为２０ｋＨｚ，同时Ａ和Ｂ之间有 １０ｋＨｚ的过渡带 ４
Ｆｉｇ
图３信号接收处理框图
３．Ｒ∞ｅｉ惯印Ｄ麟面ｇ ｄｉ捌乒ｍ
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Ⅲ许枫，基建Ⅱ第七讲侧扫声纳【月物理．２００６：１２，
１０３４－１０３７
冲的声纳系统的可行性和实现方法，井给山了试验
声图。多脉冲侧扫声纳的优点是多方面的，（１）满 足全覆盖扫测的情况下．提高了扫侧速度和工作效 率：（２１与多波束侧扫声纳年ｕ比．减少了硬件最． 减低了成本．
【２Ｊ蒋ｉ军ｔ杜文萍－许枫侧扫声纳回波信号的增益控制 海洋耐蛤．２００２，２２（３）：６－８ 四
Ｋｅｙｗｏｆｕｌ：ｍｕＩｂ＂《ｓｉｄｅ—Ｉｍ％Ⅻ”ｉｍａｇｅ ｌ引言
侧扫声纳ＩＩ’是在海洋开发中经常使用到的高分
２多脉冲侧扫声纳原理
常规的倒扫声纳在发射完一帧信号后接收叫
辨率、多用途的水声设备，目前，侧扫声纳在海洋 测绘、海洋地质谓查研究、海底找矿、工程勘察、
水Ｆ目标检测等方面都发挥着重婴的作用。但基本 型的侧扫声纳受到其基本原理的限制．在戍用过程