高频成像声呐原理样机的设计与实现

发布时间：2020-06-25 14:17

【摘要】：我国处在亚洲大陆的东部,面向太平洋,拥有的领海极为辽阔是真正的海洋大国。在当今这个经济时代,我国要想赶上经济发达的国家,跻进世界强国的前列,就要学会合理地对海洋资源进行探索和开发,而探索和开发海洋的重要科技力量就是声呐技术。早在几年前,本文作者所在实验室已经成功研制出中频成像声呐系统,并且成功申请为国家专利产品,交付于中国海军使用。近些年,随着我国科技与经济的不断进步,声呐技术在民用领域上有更多的应用,为了顺应市场和满足客户要求,实验室将开始对高频成像声呐进行研究。本人主要承担高频声呐原理样机的设计与实现,具体工作主要包括:1.收集整理国内外高频成像声呐资料,分析当前声呐技术的发展现状,对其研究意义与目的做出总结。2.归纳国内外声呐的特点和应用领域,分析总结了当前国内的实际需求,对高频成像声呐系统做出需求分析和功能设计,最后再结合客户的需求对系统的设计方案进行制定。3.完成系统硬件方案设计及实现。首先对系统硬件电路进行原理图设计,数字电路设计包括处理器最小系统设计、高速ADC电路设计、通讯接口设计、电机驱动电路设计。声呐系统的模拟电路设计,包括声呐系统的发射机电路设计、接收机电路设计,然后对设计完成的电路进行PCB布线制板和焊接,最后对系统电路中一些抗干扰措施进行归纳和总结。4.完成系统软件详细方案设计及实现。根据系统制定的软件设计方案,对系统电路中的ARM和FPGA处理器进行软件程序编程,主要包括:处理器的初始化、声波的发射控制、回波的采样接收、电机的控制驱动、数据的传输通信,以及数字信号的处理。5.完成系统的实验测试。对高频成像声呐原理样机进行硬软件联合调试,针对系统出现的问题进行检查和修改,并对高频声呐原理样机进行试验测试和结果分析。6.对高频成像声呐样机的研发和制作做出总结和展望,总结在本次设计和研究中出现的问题和经验,并对高频声呐以后的工作做出展望。
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U666.7
【图文】：

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进而计算出海面浪的大小程度。海洋勘探和测绘是利用各种声呐系统（比逡逑如成像声呐、测深声呐、侧扫声呐等）以及借助全球定位系统，可以实现电子海逡逑图的实时绘制，为海上导航系统奠定了重要的技术基础［５］，如图１．１所示海洋探测逡逑声呐系统的实物图。逡逑■■■■■■■■逡逑ＨＨｌＨＨＩ逡逑图１．１海洋探测声呐系统逡逑目前，我国声呐公司大部分都是代理国外公司的声呐产品，如图１．２所示是博逡逑铭维智科技公司推出的声呐检测系统，它是由声呐设备、线缆车、检测终端三部逡逑分组成，其中声呐设备采用的是世界顶级声呐公司，加拿大Ｉｍａｇｅｎｅｘ公司的８３１Ａ逡逑２逡逑

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我国的声呐系统大多都是安装在舰艇的低频声呐，它们可以对远距离水下逡逑目标进行探测，但是当需要对一些近距离的目标进行高精度的声呐检测时，这些逡逑声呐系统就无法满足要求了，如图１．３所示，在２０１８年的公交车掉入江中事件，逡逑如果使用高频成像声呐系统，高精度地显示水下目标的表面细节，那么就能帮助逡逑救援人员准确快速地定位落水人员，及时进行营救挽回人们的生命。逡逑３逡逑

【参考文献】