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被动声纳系统中低频信号的检测技术研究

郑燕  
【摘要】: 随着科学技术的飞速发展,声纳设备逐渐向数字化、智能化发展。信号检测作为声纳信号处理的重要任务之一,其性能的好坏将直接影响到整个系统,因此研制出高性能的信号检测处理系统就很必要。 被动声纳是根据目标航行时发出的辐射噪声来检测目标并判别目标类型的,被动声纳的线谱检测就是要将舰船辐射噪声的线谱分量从宽带背景噪声中提取出来,以实现对声纳目标的正确检测。 本文的研究工作是将接收到的信号采集以及存储,可以将本文的工作大致分为以下几个部分: 在信号探测阶段,研究了被动声纳系统中的关键技术。利用已有的基于矢量水听器的检测理论,对矢量水听器的信号探测原理做了简要的研究。 在数据采集阶段,首先设计了模拟信号预处理电路,采用了一个放大滤波电路将微弱的电压信号调理为能够被后面的模数转换器处理的信号。同时,系统提供了增益控制机制,用户可根据需要自动调整增益的大小。然后系统采用了采样率达250 KSPS的16位逐次逼近型高速高精度模数转换器AD7663,以45 KSPS的固定采样率将调理之后模拟信号转换成为数字信号。同时,采用了先进先出存储器(FIFO)-CY7C4285V作为系统的数据缓冲区,从而避免了系统控制器频繁地读取外部数据,提高了系统的处理速度,确保了系统的工作稳定性。 数据存储模块主要负责读取数据缓冲区的数据并通过USB接口以文件格式写入移动硬盘。该模块利用嵌入式USB Host技术实现了大容量的数据存储解决方案,并将其应用到该数据采集系统,可以使得系统具备了很强的数据存储能力和长时间地工作的能力。该解决方案采用了高性能的ARM处理器—S3C44BOX和具有USB Host功能的控制芯片ISP1362实现了对USB大容量存储类设备的读写,并在FAT文件系统的基础实现了对文件的各种操作,如创建文件、删除文件、读写文件等。 本系统已经得到了实际的应用,实际使用充分证明该系统的各项性能指标都达到了预期目标,工作稳定可靠,操作简单方便,深受用户的好评。


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