超短基线定位系统接收机及其应答器的设计

论文摘要

超短基线定位系统利用水声定位技术实现对水下目标的定位、跟踪和数据传输。该系统具有基阵尺寸小、容易安装和成本低等优点,在水下定位领域有广阔的应用前景。本文主要研究定位系统接收机及其应答器的硬件电路和软件的设计。在接收机的设计上,为了获得各通道间良好的相位一致性,充分考虑了滤波器类型、电路布局和元件精密度等方面的问题,并对元件值的计算作了详细的讨论,给出了设计参数。在对应答器的设计中,基于高可靠性和低功耗的设计目标,充分利用MSP430F1611单片机的片内外设,完成了值班电路的设计;同时,对单片机软件中的主要算法进行了仿真研究,采用自适应notch滤波器实现了数字滤波,完成了信号检测程序的设计。信号处理电路是针对系统的通信功能要求设计的,由数据采集、信号处理、数据存储、数模转换和中断控制等部分组成,可以完成与多个目标之间的水声通信功能。实验表明设计实现的电路及MSP430F1611单片机软件运行情况良好,实现了预定的功能需求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 超短基线定位系统简介
• 1.3 水声应答器的发展与现状
• 1.4 论文的主要工作
• 第2章 系统接收机的设计
• 2.1 接收机的组成
• 2.2 硬件电路的设计
• 2.2.1 差分转换电路
• 2.2.2 运算放大电路
• 2.2.3 滤波电路
• 2.3 性能测试
• 2.4 本章小结
• 第3章 应答器的硬件设计
• 3.1 应答器的构成及主要功能
• 3.2 接收预处理部分
• 3.3 单片机值班电路部分
• 3.3.1 MSP430单片机简介
• 3.3.2 值班电路功能模块
• 3.4 数字信号处理部分
• 3.4.1 DSP器件简介
• 3.4.2 信号处理电路功能模块
• 3.5 电源管理设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 应答器软件设计
• 4.1 引言
• 4.2 自检程序的设计
• 4.3 信号检测程序的设计
• 4.3.1 自适应notch滤波器
• 4.3.2 仿真与实现
• 4.3.3 程序流程
• 4.4 实验结果
• 4.5 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