淺水域分布式合成孔徑聲納成像系統的設計與實現.pdf

1、隨著我國江河湖泊以及海洋資源的不斷開發(fā)，航道安全和水下探測等領域也對高分辨率聲納有著迫切的需求，國內用于大型水庫，江河湖泊或者海洋港口等地方的探測聲納一般為國外研制，價格都在百萬以上級別，一旦使用不當或造成設備損壞，所帶來的維護和技術支持成本也十分可觀。由于設備都為國外引進，這也不利于我國水域的自主化探測。因此我國也急需一種成本較低，分辨率較高，穩(wěn)定可靠的聲納成像探測系統。本文基于合成孔徑成像原理和合成孔徑雷達高度計理論知識，結合現代聲

2、學理論及智能方法，完成了對淺水域分布式合成孔徑聲納成像系統的回波模型的建立，硬件平臺實現，以及數據仿真和軟件處理，驗證了該成像系統的可行性，為打破國外技術壟斷帶來了希望。
　　全文的主要研究內容如下:
　　1.通過理論研究，借助合成孔徑雷達高度計和SAR成像技術的原理性知識，以及現代聲學理論和智能方法，推導并建立了淺水域分布式合成孔徑聲納回波模型，并通過嵌入式系統設計，實現了基于該回波模型的信號處理系統，首次完成了國內第一臺

3、淺水域分布式合成孔徑聲納成像系統的樣機設計，并通過計算機軟件對回波數據進行處理和完成基本的成像測試，達到了滿意的效果。
　　2.采用模塊化的思想，對淺水域分布式合成孔徑聲納成像系統的硬件架構進行設計，包括各模塊電路設計和模塊間接口設計，將系統分為基于STM32的核心控制模塊、基于DDS技術的信號發(fā)射模塊、接收模塊、模擬信號調理模塊、A/D轉換模塊、數據存儲模塊、集成式水面定位模塊。
　　3.采用自頂向下的設計方法，詳細論述了

4、系統硬件平臺從最頂層架構到最底層電路的實現過程。其中，信號接收部分主要完成對32路模擬信號的放大、增益控制、濾波等功能，經A/D轉換，將回波轉成數字信號并存入SD卡，再將數據交給計算機處理得到水下圖像。
　　此外，為了驗證回波模型與所建立SAS嵌入式系統的正確性，先利用matlab軟件進行回波處理的輸出仿真，包括帶通濾波，多級放大，TVG補償，抗混疊濾波處理和A/D轉換;還進行了系統的聯調測試以及消聲水池現場測試實驗，最后運用vs