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在水声信号处理中,对数据处理速度的要求越来越迫切,实时数字信号处理已经成为声呐系统中的重要组成部分。近年来,随着矢量水听器的制造技术的不断进步,使得水下声矢量信号的探测和测量技术日益受到人们的关注,应用领域也不断扩大。实现声矢量信号的实时处理是十分必要的。 利用矢量水听器进行方位估计的方法主要有声强检测、旋转波束和矢量方程组等。声强检测可以有效地进行目标方位估计,利用频带划分、旋转波束、矢量方程组可以在一定程度上有效地解决多目标干扰的问题。矢量方程组属于非线性方程组,可以采用遗传算法或同伦算法进行求解。 ADSP SHARC21060是一种基于超级哈佛结构的通用数字信号处理器,SHARC的结构被设计为流水线并行处理器。本论文的内容就是将声矢量信号的处理技术与并行处理器件SHRAC21060紧密联系起来,实现声矢量信号的实时处理。 本文在充分了解SHARC21060的基本结构、总线、接口和内存等基本特点、性能的基础上,根据矢量水听器进行方位估计的信号处理基本原理,进一步设计了基于SHARC板的信号处理流程。根据信号处理运算量的需求以及SHARC21060芯片的内存量,在实际处理中,共使用了6片SHARC芯片,各芯片承担不同的任务,基本实现了流水线式的并行处理。 本文介绍了整套系统经历的几次矢量水听器的湖试和海试。本文给出了吉林松花湖湖试和青岛海试的结果。数据分析结果与理论结果基本吻合。整套系统设计合理,安全可靠。 综上所述,本文通过理论分析、软件设计、试验研究,将声矢量信号处理和DSP技术结合到一起,实现了声矢量信号的实时处理,可有效的对水中目标进行检测与跟踪。