發(fā)布時間：2017-09-13 09:25

  本文關(guān)鍵詞：寬帶多普勒計程儀水層建模研究與信號處理系統(tǒng)設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 多普勒計程儀 回波模型 現(xiàn)場可編程門陣列 復(fù)相關(guān) 頻域正交解調(diào)

【摘要】：多普勒計程儀是利用聲波在水中的多普勒效應(yīng)原理工作的儀器，多年來一直是一種重要的船用導(dǎo)航和測速設(shè)備�；夭Ｐ蛯y速技術(shù)研究非常重要，成本低、運(yùn)算能力強(qiáng)和實(shí)時性好的信號處理系統(tǒng)是多普勒計程儀的重要組成部分。 本文基于多普勒頻偏測速原理，主要研究聲學(xué)水層回波球面模型和信號處理系統(tǒng)設(shè)計。 本文第一部分研究了聲學(xué)水層回波球面模型。首先介紹了多普勒效應(yīng)及其測速原理，分析了影響測速的因素，討論了相應(yīng)的解決方案，包括詹納斯配置，相控陣發(fā)射等等。然后研究了現(xiàn)有的水底和水層回波模型，討論了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上建立了一個新的水層回波模型，根據(jù)水層的時空回波特性，推導(dǎo)了相應(yīng)的解析表達(dá)式。最后在窄帶和寬帶信號模式下分別仿真所提出的水層回波模型信號和多普勒頻率估計性能。 本文第二部分研究了多普勒計程儀的信號處理系統(tǒng)設(shè)計。首先討論了硬件方案設(shè)計，給出了系統(tǒng)框圖、組成模塊和系統(tǒng)工作流程。然后基于系統(tǒng)功能及指標(biāo)要求討論了各個模塊的功能以及所需芯片的選型。最后分別設(shè)計了系統(tǒng)的四個關(guān)鍵模塊，主要包括數(shù)據(jù)存儲、寬帶編碼信號產(chǎn)生、正交解調(diào)和波束合成與復(fù)相關(guān)運(yùn)算等模塊；重點(diǎn)介紹了SDRAM數(shù)據(jù)存取，IP核實(shí)現(xiàn)快速傅里葉變換，，DDS產(chǎn)生載頻信號，頻域的正交解調(diào)；給出了各模塊的代碼及頂層端口圖以及部分仿真波形和SingleTapII抓取的硬件運(yùn)行時序圖，表明了系統(tǒng)運(yùn)行的正確性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：多普勒計程儀 回波模型 現(xiàn)場可編程門陣列 復(fù)相關(guān) 頻域正交解調(diào)
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U666.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究背景和意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.3 本文主要工作及章節(jié)安排13-15
• 第2章 水聲多普勒測速原理15-29
• 2.1 多普勒效應(yīng)15
• 2.2 多普勒測速原理15-18
• 2.3 水底回波模型分析18-21
• 2.3.1 散射信號理論分析18-19
• 2.3.2 海底橢圓散射模型分析19-20
• 2.3.3 基于區(qū)域切分的水底模型分析20-21
• 2.4 一種水層回波新模型21-24
• 2.4.1 水層回波的時空特性分析22-23
• 2.4.2 球面散射模型23-24
• 2.5 仿真與性能分析24-28
• 2.5.1 窄帶信號仿真分析25-26
• 2.5.2 寬帶編碼信號仿真分析26-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第3章 系統(tǒng)硬件方案設(shè)計29-39
• 3.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)與指標(biāo)要求29-31
• 3.2 各個模塊功能及芯片選型31-38
• 3.2.1 同步采樣模塊31
• 3.2.2 數(shù)據(jù)處理與儲存模塊31-33
• 3.2.3 編碼信號產(chǎn)生模塊33-35
• 3.2.4 通訊模塊35-36
• 3.3.5 電源模塊36-38
• 3.3 本章小結(jié)38-39
• 第4章 關(guān)鍵模塊設(shè)計與實(shí)現(xiàn)39-62
• 4.1 數(shù)據(jù)儲存模塊39-46
• 4.1.1 SDRAM 概述39-40
• 4.1.2 SDRAM 基本操作和時序邏輯40-42
• 4.1.3 SDRAM 控制器總體設(shè)計42-44
• 4.1.4 基于乒乓操作的高速存儲44-46
• 4.2 寬帶編碼信號產(chǎn)生模塊46-49
• 4.3 正交解調(diào)模塊49-57
• 4.3.1 正交解調(diào)方法比較49-51
• 4.3.2 十倍抽取51-53
• 4.3.3 IP 核實(shí)現(xiàn) FFT53-54
• 4.3.4 頻域正交解調(diào)54-57
• 4.4 波束合成和復(fù)相關(guān)運(yùn)算57-60
• 4.5 電路版圖和系統(tǒng)實(shí)物60-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 第5章 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 總結(jié)62
• 5.2 不足與展望62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 附錄68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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3 李衛(wèi),王杉,魏急波;SDRAM控制器的FPGA設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J];電子工程師;2004年10期

4 王智,羅新民;基于乒乓操作的異步FIFO設(shè)計及VHDL實(shí)現(xiàn)[J];電子工程師;2005年06期

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8 孟政;GPS(DGPS)全球定位系統(tǒng)在航海領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];航海技術(shù);2005年05期

9 王力寶;戰(zhàn)永紅;程翥;路君里;皇甫堪;;聲相關(guān)計程儀測速技術(shù)[J];艦船電子對抗;2008年05期

10 段然,樊曉椏,張盛兵,沈戈,梁婕;基于狀態(tài)機(jī)的SDRAM控制器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J];計算機(jī)工程與應(yīng)用;2005年17期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉德鑄;聲學(xué)多普勒流速測量關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

本文編號：842850