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防蛙人声纳接收处理分机研制及其整机试验研究
| 论文题名： | 防蛙人声纳接收处理分机研制及其整机试验研究 |
| 关键词： | 声纳系统;接收处理;信号处理模块;系统设计;前置预处理;声基阵;数据处理过程;时分复用;工作方式;抽取滤波;数字;发射;乘法器;波束;信号处理板;模块化设计;硬件开销;应对措施;研究方向;数据精度 |
| 摘要： | 为了应对威胁越来越大的来自水下蛙人的攻击,世界各国海军纷纷寻找应对措施,其中水下声纳技术的应用被认为是目前有效的防卫手段之一,因此防蛙人声纳成为一个重要的研究方向。 本文主要工作是设计和实现应用于岸基的防蛙人声纳系统的接收与处理部分。论文首先分析了国外目前防蛙人声纳的工作方式,工作的主要参数,确定了所要研制的防蛙人声纳的工作方式和发射信号形式。接着进行系统设计,整个系统分为三大部分:发射接收声基阵、前置预处理分机和信号处理模块,其中信号处理模块是设计的难点。系统设计部分的工作主要体现在以下三个方面: 1)发射声基阵采用宽水平和窄垂直波束的线性阵设计,接收声基阵采用窄水平和宽垂直波束的稀疏圆柱阵设计,这样方便了接收机的信号处理； 2)前置预处理分机采用模块化设计,使系统联调可以分级进行,简化了调试过程； 3)信号处理板设计部分采用FPGA实现多通道高速声纳数字波束形成。在模拟部分和数字部分分别利用时分复用的方法,模拟声信号采样模块用采样保持和多路复用的方式,节省了ADC的数量;数字部分用96个乘法器实现了48路A/D数据实虚部的一级32阶抽取滤波和二级160阶抽取滤波,是不采用时分复用方式所用乘法器数量的1/200。FPGA在数据处理过程中,根据算法对数据精度的要求不同,设定数据位数为16位,保证实时性的前提下减少了硬件开销,并且将流水处理和并行处理相结合,节省了处理时间。 整个防蛙人声纳系统通过水池和湖泊工程测试,目标角度定位精度达到1.875度,取得了良好的效果,验证了系统技术路线的可行性和稳定性。 |
| 作者： | 殷凤平 |
| 专业： | 信号与信息处理 |
| 导师： | 周建江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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