合成孔徑聲吶接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、聲波是人類已知的唯一有效在水下遠(yuǎn)距離傳播的能量形式。利用聲波對水下目標(biāo)進(jìn)行定位、探測和通信的技術(shù)稱為聲吶技術(shù)，其發(fā)展至今已經(jīng)有了100多年歷史。而基于聲吶技術(shù)的聲吶裝置如今已是水下最重要、應(yīng)用最廣泛的裝置之一。合成孔徑聲吶技術(shù)作為一種新型的水聲成像技術(shù)，具有較高的分辨率。在小孔徑基陣沿航線勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過發(fā)送周期性的線性調(diào)頻信號，將接收到的回波信號進(jìn)行相干累加，來形成虛擬的大孔徑基陣，從而實(shí)現(xiàn)方位向的高分辨率。
　　本文任務(wù)來源于

2、715所UUV合成孔徑聲吶數(shù)據(jù)采集控制傳輸系統(tǒng)（信號處理機(jī)）、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)電子線路整機(jī)研制任務(wù)，本文主要完成接收機(jī)的設(shè)計(jì)與研制。文中根據(jù)接收機(jī)的功能完成了系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)，并根據(jù)接收機(jī)的設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行了方案論證與器件選型。接收機(jī)需要對換能器接收到的多路信號實(shí)現(xiàn)放大與濾波功能，同時(shí)能對信號處理平臺的DA信號來實(shí)現(xiàn)增益可變。接收機(jī)的放大電路由低噪聲放大器、可變增益放大器和末級放大器共同實(shí)現(xiàn)，濾波功能由前置匹配濾波網(wǎng)絡(luò)和帶通濾波器共同實(shí)現(xiàn)。

3、r>　　本文詳細(xì)地介紹了接收機(jī)硬件電路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程。文中先使用ADS軟件完成了匹配濾波網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，隨后介紹了以VCA2616為核心的可變增益放大電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程，最后完成了接收機(jī)電源模塊等其他電路的設(shè)計(jì)。采用芯片VCA2616的可變增益放大電路能夠?qū)崿F(xiàn)最高74dB的增益，同時(shí)能夠接收信號處理平臺的DA信號來實(shí)現(xiàn)可變增益控制。利用ADS軟件設(shè)計(jì)匹配濾波網(wǎng)絡(luò)，完成了阻抗匹配，實(shí)現(xiàn)了功率最大傳輸，通過仿真實(shí)驗(yàn)匹配濾波網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)具

4、備了對帶外信號進(jìn)行初次濾波的功能。
　　本文設(shè)計(jì)了一個(gè)六階有源帶通濾波器來達(dá)到更好的濾波效果。使用FilterPro軟件，通過對相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，完成了有源濾波器的設(shè)計(jì)工作，最后使用PSPICE軟件對濾波器進(jìn)行仿真，得出該濾波器能夠較好的濾除帶外噪聲，實(shí)現(xiàn)了濾波器的設(shè)計(jì)指標(biāo)。
　　根據(jù)接收機(jī)電路原理圖完成PCB設(shè)計(jì)與實(shí)物制作，并于富陽水聲計(jì)量站進(jìn)行 SAS整機(jī)調(diào)試，驗(yàn)證了接收機(jī)的噪聲、多路信號一致性等指標(biāo)都達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，能