双基地混响信号采集及空间相关性分析

发布时间：2024-01-01 07:27

　　混响信号是伴随着声源信号一起生成的,它会对主动声纳造成显著的干扰,在近程混响环境下该现象尤其明显,混响制约了主动声纳系统的应用以及相关数据的分析,所以对海洋混响的研究有着极其重要的意义。混响信号的有效采集是混响研究的基础,混响信号具有动态范围大的特征,制作混响信号采集系统需要针对混响信号的特征来设计。本论文研制了一套混响信号采集系统,涉及到采集系统的软硬件设计以及制作调试工作。硬件电路主要包括自主供电电路、模拟调理板以及数字采集控制板。完成对混响信号的拾取、放大、滤波、采集、存储以及上传功能。软件方面主要完成对采集芯片的驱动、数据的实时采集、数据的存储、指令控制系统工作状态以及数据的高速传输。对系统的各个模块的性能、系统的整体性能做了测试分析,性能指标良好。基于混响信号动态范围较大的原因,系统采用的是高分辨率的模数转换器,保证在任何信号幅度大小情况下,都有很高的采集精度。该系统采用电池供电,以实现移动工作的目的。电路设计依照低噪声、低功耗、大动态范围进行设计。各个硬件电路采用分离模块的思路,且以现场可编程逻辑阵列(FPGA)为核心,方便系统功能的改进升级以及采集系统通道数的增加。在此基...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 海洋混响研究现状
    1.3 海底混响数据采集系统
    1.4 本文的主要研究内容
第二章 混响分析理论基础
    2.1 射线声学理论基础
    2.2 声场叠加原理
    2.3 三维散射模型
        2.3.1 混响公式
        2.3.2 散射强度
    2.4 本章小结
第三章 混响数据采集系统的设计与制作
    3.1 混响采集系统整体概述
    3.2 采集系统的设计与实现
        3.2.1 自主供电电路
        3.2.2 信号预处理电路
        3.2.3 模数转换电路
        3.2.4 中央处理单元设计
        3.2.5 RTC实时时钟
        3.2.6 存储电路设计
        3.2.7 网口传输电路
    3.3 采集系统的程序开发
        3.3.1 软件设计的目的
        3.3.2 软件开发环境介绍
        3.3.3 软件开发的具体功能
        3.3.4 AD转换电路的控制
        3.3.5 数据缓冲级的设计
        3.3.6 实时时钟驱动程序
        3.3.7 SD卡存储器驱动程序
        3.3.8 网口驱动程序
    3.4 数据采集系统的性能分析
    3.5 本章小结
第四章 混响信号仿真与数据分析
    4.1 海底混响信号理论推导
    4.2 水平海底收发分置混响研究
        4.2.1 H方向收发分置混响研究
        4.2.2 S方向收发分置混响研究
        4.2.3 水平海底竖直分置混响研究
    4.3 大倾角海底波束向下混响研究
        4.3.1 H方向收发分置混响研究
        4.3.2 S方向收发分置混响研究
        4.3.3 竖直分置混响研究
    4.4 大倾角海底波束向上混响研究
        4.4.1 H方向收发分置混响研究
        4.4.2 S方向收发分置混响研究
        4.4.3 竖直分置混响研究
    4.5 空间相关性比较
        4.5.1 混响仿真数据空间相关性分析
        4.5.2 混响实验数据空间相关性分析
    4.6 混响信号包络分析
        4.6.1 统计模型
        4.6.2 仿真数据的包络分布
        4.6.3 实验数据包络
    4.7 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录



本文编号：3876341