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水下弹载超声波探测发射信号的直接数字频率合成与实现

解立洋  
【摘要】:面对未来战场态势,浅海近距反潜作战武器中机载航弹和舰载火箭弹仍担负着重要使命,对于配用于这些武器系统的现代引信来说,其智能化的弹载(on-board)目标探测器,若能够自动搜索、定位、跟踪目标,为引信发火控制系统提供更多信息,则将对提高弹药或战斗部的毁伤能力起很大作用。 超声探测技术已经普遍应用于现代引信的水下弹载目标探测器中,但因搜索“视场”窄,使用传统技术仅能完成“发现”目标功能,欲从感知物体的回波中快速获取目标信息,并实现“发现、定向、定位”,必须赋予其智能化的功能。国内正研制的水下弹载超声波探测系统,模仿蝙蝠发声与听觉功能,能够快速、准确地定向捕获、跟踪、定位目标。其中,受系统中枢控制的数字式发射信号的发生是研究的关键问题之一,尤其是发射信号的调制方法直接影响探测器的分辨率。 根据数字信号传输、处理误差小,易于提取波形信息、特征以及信号重构等优点,本文根据引信探测器的on-board特点,为了减小探测的信号失真、提高探测分辨率,设计了弹载探测器对称三角线性调频脉冲信号发生器,采用直接数字频率合成技术DDS(Direct Digital Synthesizer)实现发射信号的产生。 讨论了几种常用发射信号(单频、线性调频、双曲调频、伪随机信号),并在距离、速度分辨力等方面作了细致的比较;分析了产生线性调频信号的几种技术方案以及DDS技术的波形产生及数字调制原理:选用单片机和AD9852芯片设计了信号发生器的硬件系统,并搭建了硬件测试平台进行了实验验证。 实验结果表明,本文设计的对称三角线性调频信号发生器满足设计要求。


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