【摘要】：聲波在水介質(zhì)中具有與電磁波等其它物理場(chǎng)相比最小的衰減系數(shù)，因而成為在水環(huán)境中進(jìn)行信息采集、信息傳輸?shù)闹匾d體。水聽器是將水聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一種換能器，其在對(duì)人類研究水下的復(fù)雜環(huán)境、噪聲源定位識(shí)別、水下通信導(dǎo)航、開發(fā)軍事武器等多領(lǐng)域均具有重要作用。本課題以船舶噪聲檢測(cè)識(shí)別定位為背景，設(shè)計(jì)了一套基于嵌入式微處理器（STM32F107）的雙通道數(shù)字水聽器，并研究了適用于船舶的噪聲源定位識(shí)別方法。 論文首先設(shè)計(jì)了一套基于嵌入式微處理器的雙通道數(shù)字水聽器，詳細(xì)地介紹了系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，提出了對(duì)同一模擬信號(hào)放大不同倍數(shù)后進(jìn)行數(shù)字化處理的信號(hào)采集思想，以保證信號(hào)的準(zhǔn)確采集。經(jīng)過調(diào)試與驗(yàn)證，系統(tǒng)達(dá)到的主要技術(shù)指標(biāo)為：采樣頻率為80KHz;采樣精度24位；總線傳輸速度大于500kb/s；每個(gè)通道的存儲(chǔ)深度為64Mbit。 其次，對(duì)數(shù)字水聽器的組陣方法進(jìn)行了探討性研究。應(yīng)用自適應(yīng)濾波的方法對(duì)水聽器信號(hào)進(jìn)行了濾波處理，介紹了陣列的主要性能參數(shù)，，對(duì)均勻直線陣列和均勻圓型陣列的信號(hào)模型進(jìn)行了建模，并對(duì)均勻直線陣列和均勻圓型陣列進(jìn)行了對(duì)比分析。 最后，分析了船舶表面輻射噪聲的特性。基于這個(gè)特性，分析了適用于船舶的噪聲源定位方法的特性。介紹了基于均勻直線陣列的噪聲源近場(chǎng)聲聚焦定位技術(shù)，詳細(xì)介紹了噪聲源近場(chǎng)高分辨率的定位方法。詳細(xì)介紹了兩種定位算法的修正算法，仿真論證了修正后的算法更適用于船舶噪聲的定位。
[Abstract]:Acoustic wave has the smallest attenuation coefficient compared with other physical fields such as electromagnetic wave in water medium, so it has become an important carrier for information collection and information transmission in water environment. Hydrophone is a kind of transducer which converts underwater acoustic signal into electrical signal. It plays an important role in many fields, such as the complex underwater environment, the location and identification of noise source, underwater communication and navigation, the development of military weapons and so on. Based on the background of ship noise detection and recognition, a set of dual-channel digital hydrophone based on embedded microprocessor (STM32F107) is designed in this paper, and the method of noise source location and recognition suitable for ship is studied. In this paper, a set of dual-channel digital hydrophone based on embedded microprocessor is designed, and the hardware circuit design and software design of the system are introduced in detail. The idea of digital signal acquisition after amplifying different multiples of the same analog signal is put forward in order to ensure the accurate acquisition of the signal. After debugging and verification, the main technical specifications achieved by the system are as follows: sampling frequency is 80KHz, sampling accuracy is 24 bits, bus transmission speed is more than 500kb / s, and storage depth of each channel is 64Mbit. Secondly, the array method of digital hydrophone is studied. The adaptive filtering method is used to filter the hydrophone signal, the main performance parameters of the array are introduced, and the signal models of uniform linear array and uniform circular array are modeled. The uniform linear array and uniform circular array are compared and analyzed. Finally, the characteristics of ship surface radiation noise are analyzed. Based on this characteristic, the characteristics of noise source location method suitable for ships are analyzed. The near-field acoustic focusing positioning technology of noise source based on uniform linear array is introduced, and the positioning method of near-field high resolution of noise source is introduced in detail. The modified algorithms of the two positioning algorithms are introduced in detail, and the simulation results show that the modified algorithm is more suitable for the positioning of ship noise.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TB565.1

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2483216