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原文传递基于FPGA的测频技术研究

论文题名：	基于FPGA的测频技术研究
关键词：	多普勒计程仪;数字信号处理算法;设计;测频系统;外围设备;控制电路应用;测频算法;波束形成;接口控制电路;相控阵技术;随机存储器;多普勒效应;多普勒频偏;转换芯片;运算速度;性能稳定;通信;时序仿真;声速补偿
摘要：	基于声波在水中的多普勒效应研制的多普勒计程仪被广泛应用于海洋开发，船舶导航等许多领域。即便GPS导航技术的高速发展，多普勒计程仪仍具有不可替代的作用，尤其在军事领域。而新型的多普勒计程仪采用相控阵技术，消除了声速补偿的问题。大大提高了多普勒计程仪的性能。这种高性能的多普勒计程仪与其他非多普勒测速设备相比具有：传感器尺寸小，测速不受水温、盐度、静压力等影响和信息量大等突出的优势。　　多普勒计程仪通过多普勒频偏的测量达到舰船航速的测定。本文是针对多普勒测频系统，围绕系统中的数字信号处理算法，外围设备和接口的控制与通信等展开的。本文的工作主要分为两大部分：一是对FPGA外围设备接口控制电路的设计。对A/D转换芯片，UART串口通信，外置的动态随机存储器等的控制电路应用VHDL语言进行了设计，编译，仿真；二是对系统中数字信号处理算法的设计，实现。对多普勒测频系统中的数字信号处理算法：滤波，波束形成，混频，测频等进行了设计，实现。其中对测频算法在FPGA中的设计和实现是研究的重点。　　通过对FPGA外围设备和接口的控制电路的编程设计、时序仿真，得到与理论时序和逻辑相似的结果，完成了相应的功能；通过对系统中数字信号处理算法的设计，实现了滤波、混频、波束形成等功能，而且性能稳定：通过对FFT和复相关两种测频算法的设计和改进、优化，减小了系统的运算量，加速了运算速度，并测频精度满足系统的要求。
作者：	杨华
专业：	水声工程
导师：	乔钢
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文