宽带相控多普勒测速技术研究

论文摘要

声多普勒流速剖面仪在海洋开发中得以广泛使用。目前来看,宽带系统的优点为:稳定的测速性能,较小的平均时间,细致的深度单元。同时,相控阵技术的成功应用,不但消除了多普勒测速时一个很大的误差源,还减小了设备的体积。论文重点讨论两方面的内容:宽带编码信号处理技术和相控阵技术。论文研究了多普勒测速原理,频率估计的方法,特别是复相关频率估计法。研究了脉冲非相干、脉冲相干技术及利用宽带编码信号时的回波处理过程。在仿真回波信号时考虑了波束角展宽的影响,总结了宽带系统的优点,给出了宽带回波处理的仿真性能。论文研究了应用在多普勒测速系统中的相控阵技术和相控发射、接收方法。通过对基阵波束图的研究分析,得出了可能影响基阵波束图的因素,给出了最优的结果。在此基础上实现了相控接收的数字方法,并处理了相关实验数据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 论文背景和意义
• 1.3 国内外发展历程
• 1.4 论文的主要研究内容
• 第2章 多普勒测速原理
• 2.1 多普勒效应
• 2.2 多普勒测速原理
• 2.2.1 速度解算方法
• 2.2.2 分层方法
• 2.2.3 误差和修正方法
• 2.3 频率估计的方法
• 2.3.1 锁相式频率跟踪器
• 2.3.2 过零检测法
• 2.3.3 复相关理论
• 2.3.4 复相关算法的实现
• 2.3.5 正交信号的形成
• 2.4 本章小结
• 第3章 信号处理仿真分析
• 3.1 信号处理技术
• 3.1.1 窄带脉冲非相干处理
• 3.1.2 窄带脉冲串相干处理
• 3.1.3 宽带编码脉冲串相干处理
• 3.2 编码信号仿真分析
• 3.2.1 编码信号的分析
• 3.2.2 编码信号形成
• 3.2.3 散射模型
• 3.3 对比与分析
• 3.3.1 回波信号
• 3.3.2 速度估计对比
• 3.4 数字接收处理仿真
• 3.4.1 利用正交解调的仿真结果
• 3.4.2 利用数字正交接收机的仿真结果
• 3.5 本章小结
• 第4章 相控阵技术仿真分析
• 4.1 波束形成技术
• 4.1.1 指向性和波束图
• 4.1.2 波束形成
• 4.1.3 声速补偿原理
• 4.1.4 相控阵收发实现
• 4.2 波束图仿真研究
• 4.2.1 平面阵变量分离
• 4.2.2 基阵波束图
• 4.2.3 非均匀权的影响
• 4.2.4 最优处理
• 4.2.5 小结
• 4.3 相控阵的数字化处理方法和实验波束图分析
• 4.3.1 数字化处理方法
• 4.3.2 实验验证
• 4.4 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