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《西北工业大学》 2003年
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声呐波束形成技术及其DSP实现研究

王少冬  
【摘要】: 波束形成是声呐、雷达信号处理的重要环节。本文对应用于水声信号处理的声呐波束形成的算法进行了初步的探讨和研究,并利用高速数字信号处理芯片构成波束形成器,并给出具体设计方案。该方案选用了VLSI器件及模块化设计,系统易调试、可扩展。 全文主要工作概括如下: (1) 简要介绍了声呐的工作原理,推导了声呐基阵的阵列流形的表达式,给出了实测基阵阵列流形的方法。 (2) 介绍了波束形成的原理,并推导了本系统采用的时域延迟求和波束形成的算法,提出了一种FIR数字滤波器自适应设计方法,用这种数字滤波器设计了波束形成器,并进行了理论仿真。 (3) 根据波束形成系统的技术指标和功能要求,设计了硬件电路。对硬件电路的实现进行了分析和说明。结合软硬件,讨论了系统的实时性。提出了时序和逻辑控制软件方案。 (4) 介绍了系统的软件设计流程和软硬件调试过程。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:U666.7

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 许庆芬;杜军;;自导系统右放大装置分析与替代化研究[J];舰船电子工程;2012年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 高国青;鱼雷声自导仿真信号源技术研究与实现[D];国防科学技术大学;2010年
2 杨志;拖曳式水平鱼探仪应用程序设计[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 韦涛;水下弱目标被动探测技术研究[D];南京理工大学;2012年
4 李昊;鱼雷自导阵列信号源技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
5 印明明;基于HLA的直升机吊放声纳搜潜仿真系统[D];西北工业大学;2007年
6 邓敬贤;宽带多波束剖面声纳实时数据处理在DSP上的实现[D];哈尔滨工程大学;2007年
7 白福成;多波束测深系统运动补偿新技术研究与硬件设计[D];哈尔滨工程大学;2007年
8 蒋均齐;鱼雷声靶技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 王英哲,杨益新,张忠兵,马远良;多波束宽带恒定束宽波束形成器的DSP实现[J];船舶工程;2000年03期
2 王英哲,杨益新,马远良;基于TMC2310的水声信号处理模块设计[J];电子技术;2001年09期
3 崔宁周,马远良,王英民;航空吊放声呐多通道检测的数据融合方法[J];西北工业大学学报;1999年03期
4 马远良,赵俊渭,张全;用FIR数字滤波器实现高精度时延的一种新方法[J];声学学报;1995年02期
5 杨晓东,杨日杰,赵俊渭;大容量水下声学采集数据的高速远距离传输系统的研制[J];仪器仪表学报;1999年02期
6 李启虎;水声信号处理领域若干专题研究进展[J];应用声学;2001年01期
7 鄢社锋,马远良,倪晋平,张忠兵;特定频率响应FIR滤波器的设计及其在水声中的应用[J];应用声学;2003年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 鄢社锋;水听器阵超增益特性及信号处理研究[D];西北工业大学;2001年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王琨强,卞蓉辉,薛冰;基于PCI总线的高速可重构PCM帧同步器的实现[J];安徽电力职工大学学报;2002年01期
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3 朱然刚,叶春逢;Protel环境下PCB设计[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年03期
4 何玉东;刘涛;;基于FPGA的离散傅立叶变换[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年02期
5 刘放;杨杨;明军;;一种时空采样矩阵的确定方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年04期
6 杨会成;基于FPGA的直接数字频率合成信号发生器的设计[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年03期
7 谭敏;基于ISP技术的现代数字系统设计的实现[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2001年04期
8 谭敏;基于MAX+plusII软件平台设计数字电路[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2002年02期
9 汪东军;基于动静态混合算法的仲裁器模块设计[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2001年02期
10 朱钰铧;基于FPGA的直接数字频率合成器的设计实现[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王辉辉;张群飞;;光纤水听器阵列超增益波束形成研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
2 朱琳;;声纳系统设计与调试中图论方法研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
3 李海涛;王易川;李晖;;某圆柱阵声纳接收信号低频线谱实验分析[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
4 庞业珍;俞孟萨;;湍流边界层脉动压力测量传感器阵列设计[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年
5 尹力;仲顺安;陈越洋;党华;;水声通信系统中信号同步的一种实现方法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
6 郑援;胡成军;史秋亮;;强主动声纳信号干扰被动声探测的仿真分析[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
7 王耀文;陈强;王海燕;张慧;朱轶峰;;等离子弧小孔效应的声音信号处理[A];第九次全国焊接会议论文集(第2册)[C];1999年
8 闫磊;王同庆;;基于LabView的n倍频程实时采集分析系统设计[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
9 邓晓;邓智;刘以农;;数字滤波算法的噪声比较[A];第十三届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(上册)[C];2006年
10 徐晓彤;王向周;郭建勋;刘春华;;基于LabVIEW的虚拟频谱分析仪设计[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姜恒;多尺度结构功能材料在水下声隐身中的应用基础研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 刘友永;水声差分跳频通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 梅继丹;水声声图测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 沈郑燕;声纳图像去噪与分割技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 胡鹏涛;浅海中声能量分布的不均匀性对潜艇辐射噪声测量的影响研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 么彬;多子阵波束域高分辨水声成像技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
8 蒋冰莉;MOEMS声传感技术及低频声传播特性研究[D];华中科技大学;2011年
9 贾虎;纤维爆炸索水下爆炸特性与应用研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 赵铁虎;海底高分辨率声学探测及其应用[D];中国海洋大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张君通;基于FPGA的图像采集处理系统研究[D];长春理工大学;2010年
2 张慧敏;基于运动控制的PVC软标机控制系统设计及实现[D];浙江理工大学;2010年
3 赵永辉;多通道参量阵信号源及功放电路设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 杨华;基于FPGA的测频技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 刘欣;高频声纳接收信号仿真预报[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 白云;噪声测量中矢量水听器被动合成孔径声纳方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 解恺;基于多载波直扩码分多址的水声通信技术研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 焦广升;机械扫描声纳显控系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 李大禹;基于PCI总线的声呐信号模拟器[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 夏冬;声学释放器数字电路设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈敬军,陆佶人,刘淼;基于人工智能的线谱检测技术[J];船舶工程;2004年03期
2 陈敬军,孟昭文,陆佶人;模糊专家系统在线谱检测中的应用研究[J];船舶工程;2004年06期
3 谈振藩,乐慧康,原金升,郝颖;猎雷声纳基阵姿态的稳定与控制[J];船舶工程;2005年03期
4 邱景平;姜谙男;邢军;孙晓刚;;基于差异进化算法的围岩参数识别[J];东北大学学报(自然科学版);2010年01期
5 曲伟建,崔超;虚拟测量仪器的校准方法[J];电测与仪表;2004年07期
6 赵绪明,孙明太;吊放声纳搜索效率模型探讨[J];电光与控制;2005年02期
7 周芸,刘连敏,路青起;基于 DDS和 DSP的快速跳频通信信号源的设计[J];弹箭与制导学报;2004年03期
8 蒋伊琳;司锡才;;基于互相关和MUSIC算法的时延估计[J];弹箭与制导学报;2009年05期
9 徐成节,陈祝明,黄巍;宽带LFM信号去斜率数字脉压方法性能分析[J];电子科技大学学报;2004年05期
10 江玉蓉,周有庆,吴桂清;AD9832及其在高频测试仪中的应用[J];电力自动化设备;2002年01期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 安徽省民航局网络中心 周毅(bqsoft@ah163.com);[N];计算机世界;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 冯润明;基于高层体系结构(HLA)的系统建模与仿真研究[D];国防科学技术大学;2002年
2 吴英姿;多波束测深系统地形跟踪与数据处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2001年
3 李皓;基于HLA的鱼雷武器系统分布交互仿真研究[D];西北工业大学;2003年
4 苏飞;带窗全相位数字滤波器设计与应用研究[D];天津大学;2003年
5 张小平;高分辨率多波束成像声呐关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王自娟;水声对抗若干关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 鄢社锋;水听器阵超增益特性及信号处理研究[D];西北工业大学;2001年
3 齐娜;多波束测深仪方案论证及测深侧扫成像研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
4 程晓畅;基于局域网的发动机综合参数测试系统设计[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
5 田志超;基于HLA的水下武器作战仿真的技术研究[D];西北工业大学;2003年
6 刘云;目标定向及多波束实现[D];西北工业大学;2002年
7 杨晨辉;被动声纳宽带信号检测与显示方法研究[D];西北工业大学;2002年
8 贾银亮;VXI总线模块的应用研究[D];南京航空航天大学;2004年
9 周清平;舰船噪声包络的高阶统计量特征研究[D];西北工业大学;2004年
10 程彬彬;二维压差式矢量水听器多目标方位估计方法研究[D];西北工业大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 罗光成;张丹;;反潜直升机多段往返检查搜潜建模与仿真技术研究[J];国外电子测量技术;2011年10期
2 陈晓燕;施丹华;;水声对抗系统仿真研究现状和发展[J];舰船电子工程;2011年08期
3 赵闪;陈新华;孙长瑜;余华兵;;低频线谱检测ALE算法应用[J];科技导报;2013年11期
4 彭会斌;;一种新型的滤波器组在水声应答器中的应用[J];声学技术;2012年03期
5 王斌;许伟杰;;基于NIOSⅡ的声纳主机与显控台之间的RS232通信协议[J];微型机与应用;2012年04期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 印明明;董阳泽;;航空搜潜若干影响因素仿真研究[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
2 印明明;;NI Measurement Studio实现声纳仿真系统信号处理可视化[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(下)[C];2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张小妍;多波束信号实时处理技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 高国青;鱼雷声自导仿真信号源技术研究与实现[D];国防科学技术大学;2010年
3 冉阳;宽带辐射噪声测量阵列DSP波束形成技术[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 徐慧;水声目标被动识别相关技术研究[D];中国舰船研究院;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 杨晓东,杨日杰,王昭,赵俊渭;水下声数据高速传输中的一种帧同步系统[J];声学与电子工程;1997年01期
2 张仁和;;浅海声场的平滑平均理论、数值预报与海底参数反演[J];物理学进展;1996年Z1期
3 赵俊渭;肖国有;张燕武;;TMS320C25双芯片模块构成的高速信号处理系统[J];西北工业大学学报;1992年04期
4 鄢社锋,马远良;圆环形声基阵低频超增益性能研究[J];西北工业大学学报;2002年01期
5 张仁和,周坚力;浅海平均声场的数值预报方法[J];声学学报;1983年01期
6 李启虎,杜鹏,秦英达,赵文立;数字式声纳多波束显示系统方位历程显示技术研究[J];应用声学;1996年03期
7 张保嵩,马远良;宽带恒定束宽波束形成器的设计与实现[J];应用声学;1999年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 鄢社锋;水听器阵超增益特性及信号处理研究[D];西北工业大学;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 卞红雨,桑恩方,纪祥春,赵景义;声透镜波束形成技术仿真研究[J];哈尔滨工程大学学报;2004年01期
2 吴曼青,王炎,靳学明;收发全数字波束形成相控阵雷达关键技术研究[J];系统工程与电子技术;2001年04期
3 李颂文;;声透镜波束形成技术[J];声学技术;2007年05期
4 曹运合,张守宏,罗永健,王胜华;基于拉伸处理的宽带宽角波束形成技术[J];西安交通大学学报;2004年08期
5 赵燕斌;邱天爽;金涛;;一种基于波束形成理论的盲源分离方法[J];航天医学与医学工程;2010年03期
6 汪李明;用Transputer网络实现低频线阵波束形成[J];声学与电子工程;1995年03期
7 杨莘元,陈四根,郝敬涛;相干条件下自适应波束形成性能研究[J];宇航学报;2004年05期
8 陈宇欣,何振亚;基于特征结构提取的盲自适应波束形成算法[J];东南大学学报(自然科学版);1998年05期
9 王静,黄清,黄建国;稳健宽带自适应波束形成[J];声学技术;2003年02期
10 张立军,归琳,乔艳涛,张文军;带波束形成的在单频网广播中的信道均衡[J];上海交通大学学报;2004年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邓可教;储昭坦;吕伟国;;有限焦距波束形成在汽车噪声源识别中的应用[A];中国声学学会2006年全国声学学术会议论文集[C];2006年
2 祝顺燕;孟桥;;基于AR谱的声矢量传感器阵的波束形成[A];2004年全国物理声学会议论文集[C];2004年
3 鄢社锋;马远良;;基于二阶锥规划的稳健高增益波束形成[A];2004年全国水声学学术会议论文集[C];2004年
4 张艳芹;方世良;;波束形成中多目标分辨率研究[A];2009年全国水声学学术交流暨水声学分会换届改选会议论文集[C];2009年
5 唐建生;孙超;;基于子阵合成的宽带波束形成方法[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
6 蒋斌;许勇;杨军;;基于最小二乘法的球面麦克风阵列波束形成技术[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年
7 张揽月;杨德森;;矢量水听器高分辨率波束形成[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年
8 罗雪峰;张明之;;基于线阵的舰船辐射噪声水平分布特性分析方法研究[A];2009年全国水声学学术交流暨水声学分会换届改选会议论文集[C];2009年
9 胡鹏;杨士莪;;虚拟阵元的恒定束宽波束形成方法研究[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
10 程剑;;基于DSP的声纳发射信号源[A];2005年全国水声学学术会议论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 闫冰;驯服WLAN[N];网络世界;2009年
2 通讯员 董建华 侯慧芳 记者 刘剑英;磁县 又发现一处水声台阶[N];河北日报;2009年
3 本报记者 张斌键;杨波:瞒着家人深潜的水声专家[N];中国海洋报;2011年
4 记者 朱峰;磁县“天子冢”:人在阶上行,凭空闻水声[N];新华每日电讯;2011年
5 本报记者 李智勇;夜半“诊漏”听水声[N];福建日报;2011年
6 樊平 杨学军 刘迎军;探路“水声世界”[N];解放军报;2003年
7 记者 项裕兴;曾经水声潺潺如今死水一潭[N];福建日报;2010年
8 张蕾;台阶咋能发出水声?[N];科技日报;2005年
9 通讯员 施春霞;海鹰加快海洋水声电子新品研发[N];中国船舶报;2009年
10 本报记者 冯新生;“鸟来鸟去山色里 人歌人哭水声中”[N];中国旅游报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈磊;无线通信系统中的自适应与协作波束形成技术研究[D];山东大学;2011年
2 李杰;稳健波束形成与稀疏空间谱估计技术研究[D];华南理工大学;2013年
3 刘凯;声呐波束形成鲁棒性及算法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 李婷婷;四阶累积量波束形成及其在水下目标探测中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
5 王晓峰;成像声纳波束形成新技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 孙胜贤;多用户记忆MIMO系统容量与联合收发波束形成研究[D];电子科技大学;2004年
7 陈四根;阵列信号处理相关技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
8 蒋元曦;使用波束形成天线的视频多播研究[D];中国科学技术大学;2011年
9 赵辉;基于平衡流形展开模型的航空发动机非线性控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 崔玥;卫星导航系统接收机抗干扰技术研究[D];天津大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王少冬;声呐波束形成技术及其DSP实现研究[D];西北工业大学;2003年
2 张金圈;基于波束形成技术的噪声源识别与声场可视化研究[D];合肥工业大学;2010年
3 郭庆华;自适应波束形成与超分辨参数估计方法研究[D];西安电子科技大学;2004年
4 高康强;智能天线波束形成技术研究[D];西安电子科技大学;2002年
5 陶琴;MU-MIMO系统准正交空时编码联合波束形成技术研究[D];武汉理工大学;2010年
6 郭强;MIMO无线通信系统中的波束形成与天线配置[D];上海交通大学;2010年
7 李俊峰;智能天线技术及其基于软件无线电实现的研究[D];湖南大学;2004年
8 唐建生;时域宽带波束形成方法及实验研究[D];西北工业大学;2004年
9 曹东;智能天线中阵列信号处理算法的研究[D];南京理工大学;2004年
10 谷学涛;智能天线波束形成技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
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