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目标回波特性研究关键设备设计与应用

胡金  
【摘要】: 水下目标回波特性实验研究是现阶段主动水声探测技术的主要发展方向之一,其顺利开展离不开硬件系统的有力保障。作为硬件系统中的关键设备,信号调理器和回声转发器必须满足水声回波信号特性测量手段的要求。 首先介绍了目标回波特性理论研究、实验研究以及关键设备研发等现状,对目标回波特性测量的三种方法以及关键设备进行了比较与分析。根据莫干山实验目标回波信号的特点,确定了信号调理器和回声转发器的技术指标。 本文在给定技术指标的基础上,完成了信号调理器和回声转发器的软硬件设计与调试。信号调理器以低功耗单片机MSP430为核心控制单元,以触摸屏为人机交互界面,具有通过面板菜单选择和输入实现回波时延、增益精确控制和设定的优点,可以根据声散射实验的需求和目的,灵活实现回波序列和回波频段选取。回声转发器以FPGA为逻辑控制单元,具有A/D、D/A及数据存储功能,并可以通过旋钮编码器和液晶屏设定采集延时时间和转发延时时间,参数设定由MSP430单片机控制。 文章最后应用所设计的信号调理器和回声转发器构建了水下目标回波特性实验测量系统。在湖上对目标进行了测试,并处理实验数据,处理结果证明实验效果良好,所开发的设备满足实验要求。


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