多波束声纳信号模拟器设计

作     者：王琦思 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李海森

授予年度：2016年

学科分类：082403[工学-水声工程] 08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

主      题：多波束声纳 模拟器 回波信号 Delta-Sigma调制 

摘      要：多波束声纳信号模拟器可以离开真实的水文环境,在实验室环境下模拟声纳回波信号,给声纳设备的调试带来许多便利。本文以多波束测深技术为背景,设计了一个通用的多波束声纳信号模拟器,可以提供不同类型的声纳回波信号,以供系统调机使用。首先,基于平海底,构建了一个理想化的多波束声纳信号回波模型。介绍和分析了信号产生原理,二阶Delta-Sigma调制,验证了经过调制得到的编码信号,在经过相应的滤波器后,可以输出高信噪比的模拟信号。然后,根据具体要求,对整个模拟器系统的硬件平台进行了设计。设计了原理图,绘制了六层PCB,完成了硬件电路的焊接工作。整个硬件电路分为以下几个模块:电源模块、DSP模块、FPGA模块、多通道滤波子板。可以做到模拟的测量水深、覆盖扇面可变,输出信号的脉宽、频率可调,最多可以达到128路模拟信号输出。最后,对系统的各个模块进行了调试与验证,完成了设计所要求的基本功能,能够输出正确的多波束声纳回波信号。