摘 要：通過(guò)虛擬儀器技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)水下目標(biāo)回波信號(hào)發(fā)生器設(shè)備的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，并在完善傳統(tǒng)技術(shù)條件的同時(shí)，提升整體的靈活性優(yōu)勢(shì)，從而有效的提高整體以其的應(yīng)用水平。由此，文章從該系統(tǒng)的運(yùn)行原理展開(kāi)分析，對(duì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用的方法進(jìn)行討論，為相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器；回波信號(hào)發(fā)生器；水下目標(biāo)

引言

隨著科技水平的進(jìn)步，水下探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用內(nèi)容也在不斷升級(jí)，為了更好的削弱環(huán)境條件對(duì)于設(shè)備的影響效果，必須從技術(shù)方法上對(duì)水下回波信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行升級(jí)，并在虛擬儀器的技術(shù)條件下，補(bǔ)充原有技術(shù)內(nèi)容中的缺陷性水平，從而有效的應(yīng)用虛擬儀器中高性能、良好拓展性、開(kāi)發(fā)周期短、硬件條件集成性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)水平。

一、回波信號(hào)發(fā)生器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在虛擬儀器技術(shù)條件下搭建的目標(biāo)回波信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)，必須在具體的平臺(tái)框架下完成技術(shù)操作，并通過(guò)平臺(tái)中的信息模塊，實(shí)現(xiàn)自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需將各類的模塊內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的整合，應(yīng)用總線將各個(gè)功能模塊進(jìn)行串聯(lián)，從而保證功能性的正常發(fā)揮[1]。

例如，以美國(guó)N1公司研制的PXI-1050虛擬儀器平臺(tái)中，其具體模塊內(nèi)容涵蓋了嵌入式控制器、各類信號(hào)采集模數(shù)區(qū)組、信號(hào)調(diào)整這三大類模塊，基于此項(xiàng)平臺(tái)的水下目標(biāo)回波發(fā)生器設(shè)計(jì)，就應(yīng)當(dāng)在板塊設(shè)計(jì)上與其保持一致性水平。同時(shí)，在細(xì)節(jié)技術(shù)處理中PXI-1050設(shè)備在機(jī)箱背板上，設(shè)置有PXI總線，可以以其為連接基礎(chǔ)，將設(shè)計(jì)好的模塊與設(shè)備進(jìn)行連接，從而保證設(shè)計(jì)裝置功能性的發(fā)揮。

二、LabVIEW技術(shù)的應(yīng)用內(nèi)容

（一）目標(biāo)回波模擬技術(shù)

在對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行勘測(cè)的過(guò)程中，需對(duì)其具體的方位、距離、速度等參數(shù)條件進(jìn)行詳細(xì)的分析，而回波延反應(yīng)可以作為完成此項(xiàng)功能的技術(shù)手段得到應(yīng)用。具體內(nèi)容中，回波基陣的各陣元時(shí)延差條件，可以作為反應(yīng)位置信息的重要依據(jù)，而為了指示物體的移動(dòng)速度，可以通過(guò)回波中的多普勒頻進(jìn)行展示。同時(shí)，在再疊加混響、環(huán)境噪音等其他數(shù)據(jù)的指示內(nèi)容中，形成了完整的目標(biāo)回波，并在特定的調(diào)頻信號(hào)下，展現(xiàn)出不同的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

在進(jìn)行生成器設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可應(yīng)用LabVIEW系統(tǒng)中所提供的數(shù)學(xué)模型與信號(hào)處理構(gòu)件，在科學(xué)化編程方式與圖形處理的技術(shù)中，完成具有數(shù)學(xué)特征的信號(hào)處理工作。然后，在生成信號(hào)的基礎(chǔ)上，將DAQ Assistant Ⅵ的技術(shù)條件下完成數(shù)據(jù)的輸出[2]。內(nèi)容上，可先在DAQ操作助手放置于待處理框圖中，在系統(tǒng)中選擇Express操作，并最終在Output中選定DAQ Assistant選項(xiàng)，完成相應(yīng)的操作內(nèi)容，應(yīng)用已經(jīng)備置好的輔助操作窗口進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的型號(hào)選擇合理的輸出類型。由此，將最終生成的數(shù)據(jù)信號(hào)，在多功能數(shù)據(jù)采集卡中的數(shù)據(jù)通道完成輸出操作。

（二）海洋混響信號(hào)技術(shù)

海洋混響信號(hào)技術(shù)，是在大量數(shù)據(jù)分析技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，歸納出混響強(qiáng)度水平與發(fā)射信號(hào)能量之間的關(guān)聯(lián)性水平，并在典型正比例水平的作用下，顯現(xiàn)出明顯的相似性條件，而產(chǎn)生混響的瞬間，還會(huì)在數(shù)值內(nèi)容中出現(xiàn)典型的高斯分布曲線。在技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，可以將變化中的內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與模擬，以此達(dá)到計(jì)算數(shù)值、展示圖形的效果。

以高斯高斯白噪聲作為激勵(lì)內(nèi)容，可以有效的發(fā)揮出寬頻帶的特點(diǎn)，并在能量均勻分布的條件下，進(jìn)行合理的運(yùn)算，再與相應(yīng)的混響衰竭數(shù)據(jù)就進(jìn)行關(guān)聯(lián)，就可以得到有效的混響數(shù)據(jù)參數(shù)與圖像。同時(shí)，在綜合分析混響數(shù)據(jù)與發(fā)射信號(hào)關(guān)聯(lián)性的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)濾波與放大等技術(shù)處理，實(shí)現(xiàn)發(fā)色信號(hào)與混響信號(hào)的關(guān)聯(lián)，并完成模擬處理操作。

在LabVIEW系統(tǒng)中，提供了多種節(jié)點(diǎn)類型條件下的噪音信號(hào)生成方式，其中以Gaussian White Noise Ⅵ技術(shù)段端的應(yīng)用最為典型，通過(guò)0均值方差數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，可以將高斯白噪聲信號(hào)作為最終生成的數(shù)據(jù)，更好的在系統(tǒng)中完成應(yīng)用內(nèi)容。

從濾波器的角度進(jìn)行分析，LabVIEW中的濾波器函數(shù)內(nèi)容適用三個(gè)部分組成的，分別為Express Ⅵ、函數(shù)選板、波形調(diào)理Ⅵ。在應(yīng)用的過(guò)程中，設(shè)備在應(yīng)用過(guò)程中具有典型的靈活性特點(diǎn)，可以對(duì)IIR、FIR著兩種濾波器進(jìn)行兼容，并能更具傳遞信號(hào)的種類對(duì)執(zhí)行方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，不僅包含了以往技術(shù)條件下，常見(jiàn)的巴特斯沃、橢圓、切比雪夫、貝塞爾等波紋條件。同時(shí)，還能對(duì)高級(jí)的FIR、IIR等程序包進(jìn)行處理，從而使處理過(guò)程中的圖表采樣頻域與參數(shù)能更好的進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理，在Parks-McClellan等運(yùn)算方式的應(yīng)用，使頻域下的數(shù)據(jù)資料有更加顯著的均一性水平，達(dá)成數(shù)據(jù)處理的核心目標(biāo)。

同時(shí)，在還應(yīng)混響的生成過(guò)程中，衰減曲線也是極為關(guān)鍵的數(shù)據(jù)內(nèi)容，必須在對(duì)不同類型的衰減曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用G語(yǔ)言編程的方式，得到具體的程序框圖，實(shí)現(xiàn)混響模擬的最優(yōu)化處理技術(shù)。

（三）脈沖信號(hào)生成技術(shù)

在脈沖信號(hào)的生成過(guò)程中，需在采樣的頻率上進(jìn)行必要的控制，將其維持在200kHz的條件水平上；將單頻條件下的脈沖信號(hào)頻率控制在25kHz；使現(xiàn)行調(diào)頻信號(hào)與雙曲線調(diào)頻信號(hào)的起始與截止頻率分別在18kHz與32kHz的條件中[3]。在脈沖信號(hào)原理的作用下，在條用數(shù)值計(jì)算VI的過(guò)程中，完成高斯包絡(luò)脈沖信號(hào)的處理。同時(shí)在進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，還需對(duì)單頻脈沖、線性調(diào)頻信號(hào)、雙曲調(diào)頻信號(hào)等采集資料的波形與頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，從而完成數(shù)據(jù)信息圖像化的轉(zhuǎn)換過(guò)程，使虛擬儀器的功能性條件在水下目標(biāo)回波信號(hào)發(fā)生器的裝置作用下得到確認(rèn)。

總結(jié)

在強(qiáng)大信號(hào)處理與數(shù)據(jù)吞吐功能的作用下，可以實(shí)現(xiàn)虛擬儀器在水下目標(biāo)回波信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)中功能性的發(fā)揮，并通過(guò)相對(duì)較為靈活的硬件結(jié)構(gòu)與LabVIEW技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬圖形構(gòu)建，從而使整體系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中的功能性水平得到全面的發(fā)揮，為后續(xù)技術(shù)條件的升級(jí)與改造奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]王玉林，馮軍，朱雪婷.基于虛擬儀器的輔助電路設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)研究[J].南華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，32（04）：31-39.

[2]齊海濱，丁忠軍，張奕，等.虛擬儀器技術(shù)在載人潛水器絕緣檢測(cè)中的應(yīng)用研究[J].海洋工程裝備與技術(shù)，2018（04）：237-241.

[3]尚銳，曾紅，王海洋.基于虛擬儀器的信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018，35（07）：121-123+136.

（作者單位：北京交通大學(xué)海濱學(xué)院）