水声主被动定位系统声信标设计

论文摘要

主被动定位系统是对水下目标进行定位的测量设备,被动测量无需合作声信标,依靠被测目标的辐射噪声定位。而主动定位系统需要在水下目标上加装声信标,系统定位主要依靠对声信标所发射的信号进行处理。本论文的主要研究内容是基于主动定位系统背景下的声信标电子平台设计。水声发射机在水声定位,导航,探测等水下系统中,有着举足轻重的作用,它的性能的优劣直接影响着整个系统的定位精度,测向精度,作用距离等因素。本论文从总体上讨论了声信标的能源需求,外部接口等,然后讨论了声信标电子平台的各个组成部分,分别介绍了驱动信号生成器,功率放大,换能器匹配等模块。介绍了以TI系列低功耗单片机为核心处理器的驱动信号生成器。从能量的角度分析了声信标的能源需求,并从原理上讨论了各种功率放大形式的效率,给出了基于D类功放的设计原理,设计了以变压器,串联谐振回路为核心的阻抗匹配网络,并定量分析了各个参数值。在水池对声信标进行声源级测试,在工作频段内换能器发射声源级均达到系统指标要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 水声定位系统概述
• 1.3 水声发射机概述
• 1.4 本论文的主要研究内容
• 第2章 主被动水声定位系统概述
• 2.1 主被动水声定位系统概述
• 2.2 主被动工作原理
• 2.2.1 被动方式工作原理概述
• 2.2.2 主动方式工作原理概述
• 2.3 本章小结
• 第3章 声信标驱动信号发生器设计
• 3.1 声信标总体方案设计
• 3.1.1 能源设计
• 3.1.2 声信标电源接口设计
• 3.2 信号源硬件设计
• 3.2.1 单片机
• 3.2.2 数模转换
• 3.2.3 模拟滤波电路
• 3.2.4 线性光耦
• 3.2.5 电源管理
• 3.3 单片机软件程序设计
• 3.3.1 单片机片内模块调试
• 3.3.2 模数采集检测模块
• 3.3.3 发射模块
• 3.4 本章小结
• 第4章 功放电路硬件设计
• 4.1 功放电路硬件设计
• 4.1.1 功放电路简介
• 4.1.2 功率放大器设计
• 4.2 换能器匹配电路设计
• 4.2.1 变压器及阻抗匹配
• 4.2.2 储能电容
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录