声红外复合末敏弹的声探测技术研究

论文摘要

本文在“智能雷弹引信技术”的研究基础之上，根据反坦克武器的发展，提出了一种基于被动声探测技术的声红外复合探测方法，并用于末敏弹之上。它利用战场上坦克的声音特征实现对目标的自动探测、跟踪与定位，并对空间目标声定位算法和噪声对被动声定位的影响及如何对这种影响进行修正进行了初步分析。本文介绍了被动声定位的原理及四元平面阵声定位的算法，利用声程差组合改进了被动声定位公式，提高了定位的精度。并在此基础上设计了由单片机控制的预警模块硬件电路设计，并制作了原理样机电路板。为满足被动声定位技术的实时性和高精度的要求，完成了以高性能浮点DSP芯片TMS320C6713为核心的声探测模块的电路设计，并对DSP的存储区进行了扩展。初步完成了部分被动声探测系统的DSP软件设计，为了使系统上电之后能独立的运行，介绍了系统二级Bootloader的开发，将软件代码烧写到外部FLASH中，实现了系统的上电加载。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 末敏弹在现代战争中的意义和地位
• 1.2 国内外末敏弹的研究历史与现状
• 1.3 末敏弹的工作原理
• 1.4 末敏弹声、红外目标探测识别技术
• 1.5 本文所做的工作
• 2 末敏弹的预警系统及其模块集成
• 2.1 预警系统的组成
• 2.2 多门限过零率算法
• 2.3 传声器的选择
• 2.4 电源模块管理
• 2.5 前置放大器
• 2.6 滤波电路设计
• 2.7 程控放大器的选择与设计
• 2.8 电压有效值和均值变换电路
• 2.9 单片机的选择
• 2.10 预警电路的电路原理图与原理样机
• 3 被动声定位算法
• 3.1 被动声定位原理
• 3.1.1 声强法定位的基本原理
• 3.1.2 时延法定位
• 3.2 时延估计
• 3.2.1 时延估计的方法
• 3.2.2 时延估计方法的选择
• 3.3 定位算法
• 3.3.1 平面正方阵的定位算法
• 3.3.2 仿真效果
• 4 声探测模块及其软硬件集成
• 4.1 声探测模块的硬件设计
• 4.1.1 中央处理单元
• 4.1.1.1 TMS320C6713 DSP概述
• 4.1.1.2 TMS320C6713 芯片结构及工作原理
• 4.1.1.3 TMS320C6713 EMIF接口介绍
• 4.1.1.4 外部FLASH与EMIF的接口设计
• 4.1.1.5 外部SDRAM与EMIF的接口设计
• 4.1.2 复杂可编程逻辑器件（CPLD）的设计
• 4.1.3 TMS320C6713外围逻辑电路设计
• 4.1.3.1 电源模块管理设计
• 4.1.3.2 上电复位电路设计
• 4.1.3.3 时钟触发电路设计
• 4.1.3.4 总线驱动及逻辑电平转换电路设计
• 4.1.3.5 编程下载（JTAG）电路设计
• 4.2 声探测模块与预警单片机的数据交换
• 4.2.1 多通道缓冲串口McBSP的设计
• 4.2.2 SPI协议的接口
• 4.2.3 McBSP与SPI接口
• 4.3 声探测模块的软件设计
• 4.3.1 CCS软件环境简介
• 4.3.2 声探测模块软件流程图
• 4.3.3 FLASH的在线编程
• 4.3.4 CCS软件环境下二次引导的开发
• 4.3.4.1 Boot loader引导概述
• 4.3.4.2 存储空间及代码数据段的分配
• 4.3.4.3 二级引导程序Bootloader的开发
• 4.4 预警模块软件编程
• 4.5 声探测硬件电路原理图以及原理样机
• 4.6 试验与分析
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献