關于電子計算機處理探魚儀信號技術的探討

摘 要：隨著電子計算機信號處理技術的快速發展，電子計算機處理探魚儀信號技術發展迅速，原來的應用水聲技術逐漸被多波束信號技術所取代。多波束探魚儀信號采集技術注重對聲波進行利用，通過信號反射，對水下魚群位置進行探測，從而為捕魚工作提供重要參考。本文分析了多波束探魚儀信號處理技術，就其原理及相關處理技術手段展開了研究。

關鍵詞：探魚儀；信號技術；信號處理

電子計算機處理探魚儀信號，能夠對水下魚群動向進行分析，通過信息反饋，能夠對魚群的數量、種類進行把握，并保證漁船航行安全，在現代捕魚行業中得到了廣泛的應用。文中就這一問題的研究，從信號處理角度出發，分析了電子計算機就信號的有效處理和分析，從而為捕魚活動提供重要的參考。

1 探魚儀信號捕捉原理

探魚儀在進行捕魚探測過程中，主要利用聲波對水下的魚群進行探測，從而發現魚群所在位置、種類，對魚群進行有效跟蹤和定位，從而保證捕撈更加準確，有效地降低捕撈成本，提升魚群捕撈效率。關于探魚儀的工作原理，我們可以從公式中看出：，其中S表示魚群的距離；V表示聲波的傳播速度；△T表示信號反饋時間[1]。現代捕魚行業發展過程中，技術水平得到了大幅度的提升，探魚儀對信號的應用，由原來的單波束朝著多波束方面發展，能夠使于魚群探測效率得到大幅度的提升。

多波束探魚儀捕魚過程中，需要對數據信號進行較好的處理，能夠對聲波反饋信息進行及時把握，從而保證對水下信息進行較好的了解，為捕撈工作提供重要的參考和依據[2]。

2 探魚儀系統結構分析

在對探魚儀系統結構分析過程中，本文主要結合了“BS-1”型電腦探魚儀和“HFR-90”型探魚儀的結構，其結構分為換能器、發射與接收電路、信號處理電路和顯示電路4個部分組成。

在進行探魚儀系統結構設計過程中，通過利用PC/104主板對原有探魚儀系統結構的改善，使新的探魚儀系統具有較好的智能性，尤其是在信號處理過程中，其性能得到了大幅度的提升。探魚儀在進行捕魚過程中，主要通過信號采集和處理，對水下魚群情況進行把握，從而實現捕魚操作。在進行信號采集過程中，采集接收板會對發過來的模擬信號進行處理，之后對有價值的信息進行獲取，最后對重要信息進行分析和處理[3]。PC/104主板的利用，具有較大的靈活性、實時性、調試性和較強的拓展能力，在進行捕魚過程中，能夠更加方便地進行信號信息獲取。這種新技術手段的利用，在很大程度上提升了信息獲取效率，并且在進行信號處理過程中，可以根據實際情況進行相應的調整，保證探魚儀系統功能得到較好的發揮。

3 電子計算機處理探魚儀信號技術分析

電子計算機對探魚儀信號的處理，主要目的在于對重要信息進行獲取，能夠為捕魚工作提供重要參照。信號處理技術主要包括了工作頻率選擇和發射脈寬、掃描間隔的選取工作。具體內容如下所示：

3.1 工作頻率選取

探魚儀信號處理，目的在于對水下魚群的動向進行把握，通過利用聲波，獲取水下魚群信息。聲波的利用，就需要考慮到工作頻率問題，保證聲波的發射深度、距離能夠與捕撈工作保持一致性，從而保證探魚效果。從捕魚情況來看，水層主要分為4層，洋面到200m水深的水層為魚蝦資源最豐富的一層；200～100m水深的水層，資源相對較少，常見的生物有比目魚、鯊魚、星光魚等。在進行工作頻率選擇時，考慮到了具體的捕撈范圍，探魚儀的工作距離可控制在500m范圍內[4]。在進行工作頻率選取時，考慮到了工作環境，可能產生以下影響因素：

（1）船舶行進過程中產生的波浪噪聲，其頻率在100Hz-1000Hz之間；

（2）船舶自身的噪聲，頻率范圍在10～1000Hz之間；

（3）壓力噪聲，頻率范圍在100Hz以下。

針對于工作環境產生的噪聲和影響因素，工作頻率可選擇在50kHz和200kHz的雙頻設計方式，能夠保證系統在工作過程中，更好地進行水下魚群探測。

3.2 脈寬和掃描間隔處理

電子計算機在對探魚儀信號處理過程中，主要考慮到了脈寬和掃描間隔的信號處理問題。探魚儀脈寬會對魚群探測距離和分辨能力產生較大的影響，當脈寬較大時，探測的距離也會隨之擴大，但是獲取的魚群信息較為模糊，分辨率較低；當脈寬較小時，探測的距離會隨之較小，但是能夠對魚群信息進行更加精準的獲取，擁有較高的分辨能力。在脈寬信號處理過程中，脈寬與反射信號產生的頻譜有著較大的關聯性。脈寬較大，反射信號頻譜較窄；反之，反射信號頻譜較寬，使信號接收機也需要配備較大的帶寬。這樣一來，接收機受到的噪聲影響較大，可能會對探魚儀的性能產生較大的影響。對此，在進行脈寬處理過程中，脈寬寬度可設置為15～200kHz范圍內，頻率區間為1～4ms，有利于信號獲取和處理。

掃描區間信號處理過程中，聲波掃描的間隔需要有效控制。當掃描間隔擴大時，聲波探測的效果會大大降低，從而對魚群把握效果大大折扣。掃描間隔小，掃描次數增多的情況下，更加有利于對魚群信息進行把握。因此，在利用電子計算機進行掃描間隔信號處理時，可以控制較小的掃描間隔，保證聲波對魚群信息更好地獲取和把握。

4 結語

探魚儀信號處理技術的利用，注重利用聲波探測水下魚群信息，通過信息反饋和處理，為捕魚活動提供參考，提升捕魚的效率。在這一過程中，要考慮到信號發射帶寬和掃描間隔的有效處理，提升對魚群信息的把握能力。

參考文獻

[1]劉思雙.基于DSPIC的雙頻探魚儀系統設計[D].杭州電子科技大學，2014.

[2]李更.多波束探魚儀模擬系統實現與數字邏輯設計[D].哈爾濱工程大學，2011.

[3]高凡.網位儀接收系統與信號處理算法實時實現[D].哈爾濱工程大學，2012.

[4]李志明.整輥鑲塊式板形儀信號處理及板形閉環控制方法研究[D].燕山大學，2012.

（作者單位：空軍預警學院）