基于数字延迟和重采样的非线性调频连续波声纳测距方法研究

来源：电子测量技术杂志2021年第14期北京时间：

作者：钟 晨，张启元，余紫扬，袁鹏哲，张烈山

单位：浙江理工大学机械与自动控制学院，浙江 杭州 310018

摘要：针对连续波主动声纳在探测目标时易被对方声纳阵定位暴露自身位置的问题，提出了基于数字延迟和重采样技术的主动非线性调频连续波测距方法。通过信号发生器产生频率变化呈非线性的连续波测量信号，该信号经被测物体返回后与原始信号进行混频、滤波，得到测量混频信号；再根据原始激励信号的数字模型构造一路增加数字延迟的参考信号，参考信号与回波信号进行混频、滤波得到参考混频信号；利用参考混频信号对测量混频信号进行过零重采样与频谱分析，提取出信号主频进而计算得到被测物体距离。对水下重采样的非线性调频连续波测距实验系统进行搭建，根据实验室测量结果，本文所述方法的测量标准差为0.083 m，相对误差优于±8.5%，验证了该测距方法的可行性，并进一步分析了测距误差的主要来源。通过广义互相关时延估计算法对比仿真，确定使用该方法将无法准确估计出传播时延，证明测距的安全性得到提高。

关键词：非线性;调频连续波;数字延迟;重采样;安全性

基金资助：国家自然科学基金青年项目(61905220)、浙江省基础公益研究计划项目(LGF21F050004)、国家级大学生创新创业训练计划项目(201910338022)资助