淺水域分布式合成孔徑聲納成像系統的設計與實現.pdf_第1頁
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文檔簡介

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

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