本文针对声呐设备在使用过程中的测试和维修需求，以便携和低功耗为核心目标，提出一种基于异构并行计算技术的便携式基阵信号模拟器设计方法，实现对不同海洋环境、目标状态时多通道声呐基阵接收信号的模拟，包括目标噪声及回波、海洋环境噪声、混响、声呐背景平台噪声等。现场应用结果表明，该基阵信号模拟器具有便携、集成度高、通用性强、实时性好等优点，能够实现设备的低功耗、快速、准确测试和维修，解决了外场维修难题。
To address the testing and maintenance requirements of sonar equipment during operation, with portability and low power consumption as core objectives, this paper proposes a design method for a portable array signal simulator based on heterogeneous parallel computing technology. The simulator enables simulation of multi-channel sonar array received signals under various marine environments and target states, including target noise/echoes, ocean ambient noise, reverberation, and sonar platform background noise. Field application results demonstrate that this array signal simulator exhibits advantages of portability, high integration, strong versatility, and excellent real-time performance. It achieves low-power, rapid, and accurate equipment testing and maintenance, effectively resolving field maintenance challenges.
2025,47(23): 152-157 收稿日期：2025-1-23
DOI：10.3404/j.issn.1672-7649.2025.23.024
分类号：U666.7；TP391.9
作者简介：王岩松(1975-),男,高级工程师,研究方向为水下声学设备开发与维护
参考文献：
[1] 齐正云, 褚福照. 声呐基阵信号模拟器设计与实现[J]. 舰船电子工程, 2017, 37(9): 128.
QI Z Y, CHU F Z. Design and implementation of sonar array signal simulator[J]. Ship Electronic Engineering, 2017, 37(9): 128.
[2] 徐鹏生. 主动声呐目标回波模拟器的设计与实现[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2019.
[3] 兰华林,左春丽,杨月. 多基地声呐目标模拟器中的波形设计技术[J]. 舰船科学技术, 2016, 38(S1): 142-145.
LAN H L, ZUO C L, YANG Y. Waveform design technique of multi-static sonar target echo signal simulator[J]. Ship Science and Technology, 2016, 38(S1): 142-145.
[4] 杨士莪. 水声传播原理[M]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学出版社, 1994.
[5] 田坦. 声呐技术2 版[M]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学出版社, 2010.
[6] 刘孟庵. 水声工程[M]. 杭州: 浙江科学技术出版社, 2022.
[7] A. D. Waite著, 王德石, 等译. 实用声呐工程[M]. 北京: 电子工业出版社, 2004.
[8] 杨日杰, 田宝国, 何友. 一种主/被动声呐目标回波信号模拟器的研制[J]. 仪器仪表学报, 2006(3): 229-232.
YANG R J, TIAN B G, HE Y. Development of a kind of active and passive sonar target echo signal simulator[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2006(3): 229-232.
[9] 胡青. 基于DSP的声呐基阵信号模拟器设计[J]. 声学与电子工程, 2008(4): 8-11.
[10] 刘娇. 便携式通用检测平台测试软件开发[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2022.
[11] 邬远哲, 张静, 刘振东, 等. 基于虚拟仪器技术的船舶电场仿真与信号生成研究[J]. 舰船科学技术, 2024, 46(15): 127-128.
WU Y Z, ZHANG J, LIU Z D, et al. Research on ship electric field simulation and signal generation based on virtual instrument technology[J]. Ship Science and Technology, 2024, 46(15): 127-128.
[12] 张毅, 周邵磊, 杨秀霞. 虚拟仪器技术分析与应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 2004.
[13] 王开宇. 基于Android 平台软件开发方法研究[J]. 信息与电脑, 2022, 34(19): 137-139.
WANG K Y. Research on software development method based on Android platform[J]. Information & Computer, 2022, 34(19): 137-139.
[14] 李同立. 基于VC++的虚拟示波器软件设计[J]. 软件导刊, 2013(11): 56-59.
[15] 孙鑫. VC++深入详解3版[M]. 北京: 电子工业出版社. 2017.
[16] 赵云冬. 基于VC++技术的虚拟示波器的软件设计[J]. 舰船电子工程, 2017, 37(9): 70-74
ZHAO Y D. Software design of virtual oscilloscope based on VC++[J]. Ship Electronic Engineering, 2017, 37(9): 70-74
