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根据DDS技能的声纳信号模拟器的基本原理

基于DDS技术的声纳信号模拟器的基本原理-本文旨在研制适用于某种高分辨率成像声信号模拟器。该成像声纳接收声基阵采用48元等间隔线阵,工作频率800kHz,作用距离0.5~25米,角度分辨率为0.35°。

(文章来历:电子工程网)

本文旨在研发适用于某种高分辨率成像声信号模仿器。该成像声纳接纳声基阵选用48元等间隔线阵,作业频率800kHz,效果间隔0.5~25米,视点分辨率为0.35°。成像声纳对接纳基阵信号进行波束构成,然后完成声图画的获取。

入射声波与基阵法线方向成θ角平行入射,基元从左至右次序编号为1、2、…i、t+1、…N,基元间隔为d。假如选取1号基元为时刻参考点,其接纳到的信号为Acos2πft,那么相邻两个基元间存在声程差Δ=dsinθ。其间c为声速。因为成像声纳是窄带自动声纳,所以I基元与1号基元接纳信号间的相位差是φi=2π(i-1)d/λsinθ,其间λ为波长。因而要想使线阵定向在θ0方向上,只需将第i个基元的信号延时τi(θ0)=2π(i-1)d/λsinθ0即可。

以上是线阵波束构成的基本原理,但这仅仅远场情况下的近似。关于近场条件,这样的近似发生的差错会很大。关于本文中的高频成像声纳,因为悉数作业规模均属近场条件,所以波束构成时有必要选用聚集办法。其基本原理同上,仅仅对每个基元信号进行的推迟(或移相)不成线性关系,本文对此不做胪陈。

依据DDS技能的声纳信号模仿器的基本原理

用于成像声纳的信号模仿量一般一般数与基元个数相同,每个通道的输出模仿声纳基阵中一个基元的信号。因为成像声纳作业间隔较近,而且水声环境中高频段的噪声级很低,因而接纳信噪比一般较高。出于这样的考虑,信号模仿器的输出中就不额定参加噪声。成像声纳作业在较强的混响环境中,因为混响的模仿比较困难,而且对成像的影响并不严峻,因而在规划中也不考虑对混响的模仿,只专心于模仿近场方针回波。

依据用户输入的要模仿的点方针的方位和间隔,信号模仿器计算出相应的方针回波抵达接纳基阵各个基元的相位差,然后依照这些相位差发生相应的多路正弦信号。将这些信号加到成像声纳的输入端,替代实在的基阵输出,这样就可在陆上试验室条件下方便地对成像声纳进行调试和丈量

传统的声纳信号模仿器一般选用一个固定的振荡器发生与声纳体系作业频率相同的正弦信号。将本振信号经过一组多抽头模仿推迟线,然后从推迟线的不同抽头中引出信号作为模仿器的输出。这种信号模仿器结构存在若干缺点和缺乏。

首要,因为选用模仿器材构成抽头推迟线结构,最小可变推迟长度受限。尤其是考虑到体系硬件规划和本钱,一般推迟线的抽头数目不多,这样就形成推迟时刻和理论值之间存在较大差错,然后降低了模仿器的精度。

其次,为了完成对不同方位方针回波信号的模仿,就必将不同抽头推迟线的输出进行切换或组合,然后作为一个基元的信号输出到声纳设备。因而整个模仿器的规划巨大,且只能模仿若干个离散方位和间隔上的方针,不能完成对恣意方位间隔上点方针回波的模仿,不然复杂度不增将难以完成。

别的,运用模仿器材构成的抽头推迟线,其通道一致性难以确保,调试困难。且推迟线频率规模较窄,假如频率参数发生变化将不能正常运用,因而适用规模窄,性价比很低。

为了战胜传统声纳信号模仿器的这些缺点,本文选用DDS技能规划并完成了新式信号模仿器。这种依据DDS的模仿器结构能够完成对恣意方位间隔上点方针回波信号的准确模仿,适用于不同频率参数并具有必定扩展才能,然后具有很高的性价比。
      (责任编辑:fqj)

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