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基于DDS技术的声纳信号模拟器

资料介绍
测控技术与仪器 论文

基于DDS技术的声纳信号模拟器
摘要:提出一种基于DDS技术的数字化通用声纳信号模拟器的实现方案。通过控制DDS器
件输出信号的幅度和相位来模拟成像声纳基阵的输出,可以对任意距离和方位上目标回
波进行精确的模拟,并可以模拟运动目标的回波信号。讨论了多通道信号模拟器在设计
和实现中的具体的问题。
    关键词:声纳 波束形式 DDS CPLD
近年来随着海洋开发和海军技术的发燕尾服,声纳设备的研究越来越受重视。但是由
于水声设备试验通常需要适宜的水声环境,例如消声水池、湖泊或海洋等,因而试验的
复杂性和成本都较高。为了能在普通实验室环境中模拟目标回波信号,需要针对各种声
纳设备的要求设计专用的声纳信号模拟器。
1 声纳信号模拟器的基本原理
1.1 波束形成原理简介
本文旨在研制适用于某种高分辨率成像声信号模拟器。该成像声纳接收声基阵采用4
8元等间隔线阵,工作频率800kHz,作用距离0.5~25米,角度分辨率为0.35°。成像声纳
对接收基阵信号进行波束形成,从而实现声图像的获取。声纳波束形成的基本原理如图
1所示。

   
图1是远场时等间隔线阵接收回波信号的示意图。入射声波与基阵法线方向成θ角平行入
射,基元从左至右顺序编号为1、2、…i、t+1、…N,基元间距为d。如果选取1号基元为时
间参考点,其接收到的信号为Acos2πft,那么相邻两个基元间存在声程差Δ=dsinθ,因此
第i个基元接收到的信号为:
si(t)=Acos{2πf[t+(i-1)dsinθ/c]} (1)
其中c为声速。由于成像声纳是窄带主动声纳,所以I基元与1号基元接收信号间的相
位差是φi=2π(i-
1)d/λsinθ,其中λ为波长。因此要想使线阵定向在θ0方向上,只需将第i个基元的信号延
时τi(θ0)=2π(i-1)d/λsinθ0即可。
……
基于DDS技术的声纳信号模拟器
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