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多波束合成孔径声呐高速采集处理板设计
| 论文题名： | 多波束合成孔径声呐高速采集处理板设计 |
| 关键词： | 多波束合成孔径声纳;采集处理板;现场可编程门阵列;可编程片上系统;用户数据报协议 |
| 摘要： | 随着经济和社会的发展，对海洋的开发迫在眉睫。成像声呐是探索海洋的必备设备，成像声呐就是将水下目标区域绘制成二维或三维图像以便于人类对水下目标的观察。成像声呐无论是在军用上还是在民用上都有着不可替代的作用。本文以多波束合成孔径声纳研制为背景，对多波束合成孔径声纳采集平台的软、硬件设计方案及工程实现展开研究。 论文介绍了多波束合成孔径声纳系统（SAS）的工作原理与发展现状，分析了SAS采集硬件平台的特点与功能需求，对比优选了本系统的总体方案，并开展了以下三方面的具体工作： 首先，论文详细介绍了硬件平台的总体设计方案。硬件平台主要包括FPGA模块，系统电源模块，采集模块，千兆网模块和数模转换模块等硬件电路。其中FPGA模块是采集系统的采集与控制中心；采集模块主要是将模拟量转换成数字量，本设计中主要采集接收机输出的128通道数据和采集电子舱内的温度；千兆网模块负责系统与PC机之间数据的传递。为保证硬件电路的稳定性，着重设计了电源部分，系统电源模块将整个系统电源分为5类，系统电源模块为每一类电源采用独立的电源供电； 其次，在硬件平台的基础上，构建了SOPC硬件平台。SOPC硬件平台主要包括三部分：NIOS最小系统，高速数据传输模块和数据发送模块。其中高速数据传输模块负责将AD采集的结果传输至DDR2中进行缓存；数据发送模块主要完成的任务是将采集到的数据通过千兆网发送至PC机。同时论文还对外围电路驱动逻辑的设计和自定义组件的使用进行了详细的介绍。在SOPC硬件平台基础上，开发系统软件。系统软件包括初始化过程、控制系统工作流程、UDP的的封包和解包的过程； 最后，对系统的各个功能模块进行调试与验证。通过系统集成测试可证明系统工作稳定，性能指标达到了预期设计的要求。 |
| 作者： | 张悦 |
| 专业： | 水声工程 |
| 导师： | 周天 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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