近感定位和目標(biāo)識(shí)別是引信發(fā)火控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精確炸點(diǎn)控制的兩個(gè)基本功能。其中,近感定位的作用是分辨目標(biāo)、確定彈藥發(fā)火時(shí)機(jī)。對(duì)于現(xiàn)代水中兵器彈藥引信來(lái)說(shuō),彈目交會(huì)時(shí)有一定脫靶距離的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求,對(duì)定位精度提出了更高要求。因此,為了保證彈藥在最佳作用半徑內(nèi)有效毀傷目標(biāo),現(xiàn)代水中武器近炸引信要求超聲近感裝置能夠?qū)崿F(xiàn)更精確定位和目標(biāo)識(shí)別。本文以深彈引信為應(yīng)用對(duì)象,主要研究水聲引信近距超聲探測(cè)中的平面定位技術(shù),為將來(lái)研制新型現(xiàn)代引信的高靈敏目標(biāo)探測(cè)器提供技術(shù)支持,通過(guò)設(shè)計(jì)基于回波發(fā)生器的半實(shí)物仿真系統(tǒng),為研制提供便利,有利于縮短研制周期和降低研制成本,具有重要的軍事應(yīng)用價(jià)值。首先,在分析了國(guó)內(nèi)外聲定位技術(shù)及其應(yīng)用的基礎(chǔ)上,分析了適用于水下近距、快速探測(cè)的平面定位算法,根據(jù)雙聲換能器定位系統(tǒng)工作原理,得出目標(biāo)坐標(biāo)的計(jì)算公式,在保證定位精度的情況下,針對(duì)硬件實(shí)現(xiàn)的要求,采用廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì)算法進(jìn)行時(shí)延值的估計(jì)。在不改變引信本體結(jié)構(gòu)和超聲目標(biāo)探測(cè)器總體結(jié)構(gòu)的條件下,設(shè)計(jì)出了收發(fā)共用的壓電換能器轉(zhuǎn)換電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。進(jìn)行了基于現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列的雙聲平面定位的硬件設(shè)計(jì),將雙聲定算法劃分為FIFO、乒乓存儲(chǔ)單... 

【文章來(lái)源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 聲定位技術(shù)及其應(yīng)用
        1.2.1 波束形成定位方法及其應(yīng)用
        1.2.2 時(shí)間差定位方法及其應(yīng)用
        1.2.3 譜估計(jì)定位方法及其應(yīng)用
        1.2.4 雙耳二元定位方法及其應(yīng)用
    1.3 水中兵器彈藥引信聲探測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用
    1.4 半實(shí)物仿真技術(shù)在引信及水中兵器彈藥引信中的應(yīng)用
    1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容
2 基于雙聲換能器的平面定位算法設(shè)計(jì)
    2.1 雙聲換能器定位系統(tǒng)工作原理
    2.2 基于時(shí)延和聲壓的雙聲換能器定位算法
    2.3 時(shí)延估計(jì)算法簡(jiǎn)介
        2.3.1 雙基元時(shí)延估計(jì)模型
        2.3.2 互相關(guān)時(shí)延估計(jì)算法
        2.3.3 廣義互相關(guān)時(shí)延估計(jì)算法
        2.3.4 基于LMS的自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)算法
        2.3.5 基于小波變換的時(shí)延估計(jì)算法
    2.4 雙聲換能器的改進(jìn)時(shí)延估計(jì)定位算法
        2.4.1 時(shí)延估計(jì)算法的選擇
        2.4.2 聲壓估計(jì)的優(yōu)化
    2.5 本章小結(jié)
3 收發(fā)共用超聲換能器基陣及轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
    3.1 超聲換能器及換能器基陣
        3.1.1 超聲換能器工作原理
        3.1.2 壓電換能器主要性能參數(shù)
        3.1.3 壓電換能器基陣結(jié)構(gòu)
    3.2 收發(fā)共用壓電換能器轉(zhuǎn)換電路
        3.2.1 壓電換能器基陣陣元連接方式
        3.2.2 收發(fā)共用壓電換能器轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
    3.3 本章小結(jié)
4 基于現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列的雙聲平面定位實(shí)現(xiàn)及仿真
    4.1 雙聲平面定位的FPGA設(shè)計(jì)流程
    4.2 雙聲平面定位各子模塊的FPGA實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 FIFO模塊
        4.2.2 乒乓存儲(chǔ)模塊
        4.2.3 FFT/IFFT模塊
        4.2.4 互功率譜模塊
        4.2.5 PHAT加權(quán)模塊
        4.2.6 取模運(yùn)算模塊
        4.2.7 峰值檢測(cè)模塊
        4.2.8 聲壓模塊
        4.2.9 定位運(yùn)算模塊
    4.3 時(shí)延估計(jì)單元的設(shè)計(jì)及仿真
        4.3.1 時(shí)延估計(jì)單元的設(shè)計(jì)
        4.3.2 時(shí)延估計(jì)單元的仿真
    4.4 雙聲平面定位算法FPGA頂層模塊設(shè)計(jì)及仿真
        4.4.1 雙聲平面定位算法頂層模塊的設(shè)計(jì)
        4.4.2 雙聲平面定位算法頂層模塊的仿真
    4.5 雙聲平面定位算法FPGA硬件電路設(shè)計(jì)
        4.5.1 FPGA芯片選擇
        4.5.2 電源電路的設(shè)計(jì)
        4.5.3 SDRAM電路的設(shè)計(jì)
        4.5.4 FPGA配置電路的設(shè)計(jì)
    4.6 本章小結(jié)
5 基于回波發(fā)生器的半實(shí)物仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.1 基于回波發(fā)生器的半實(shí)物仿真系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    5.2 通用串行總線接口的設(shè)計(jì)
        5.2.1 USB接口芯片電路設(shè)計(jì)
        5.2.2 USB接口芯片的FPGA控制程序設(shè)計(jì)與仿真
        5.2.3 USB接口固件程序設(shè)計(jì)
        5.2.4 USB接口驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
    5.3 多路并行信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)
        5.3.1 基于FPGA軟核雙RAM的DDS信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)
        5.3.2 基于FPGA的多路并行信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)
        5.3.3 D/A轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)
        5.3.4 低通濾波器及電壓轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)
    5.4 測(cè)試結(jié)果上傳模塊設(shè)計(jì)
        5.4.1 FIFO寫(xiě)控制模塊的設(shè)計(jì)
        5.4.2 串口模塊的設(shè)計(jì)
    5.5 回波發(fā)生器上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
        5.5.1 幅值離散序列發(fā)生器
        5.5.2 測(cè)試結(jié)果顯示和保存
    5.6 回波發(fā)生器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.7 本章小結(jié)
6 雙聲平面定位實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    6.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的總體框圖
    6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    6.3 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 本文總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]水下超波束形成技術(shù)性能仿真研究[J]. 趙瑞晅,胡橋,郝保安.  艦船科學(xué)技術(shù). 2013(03)
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博士論文
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[2]硬目標(biāo)侵徹引信半實(shí)物仿真技術(shù)研究[D]. 張志安.南京理工大學(xué) 2007
[3]引信水中超聲波探測(cè)技術(shù)研究[D]. 趙國(guó)庫(kù).南京理工大學(xué) 2005
[4]長(zhǎng)基線水聲跟蹤系統(tǒng)抗多途及抗距離模糊研究[D]. 陳曉忠.哈爾濱工程大學(xué) 2005
[5]水下目標(biāo)高分辨方位估計(jì)技術(shù)研究[D]. 馮西安.西北工業(yè)大學(xué) 2004
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碩士論文
[1]基于信號(hào)能量修正的聲源定位算法研究[D]. 劉磊.遼寧大學(xué) 2012
[2]基于FPGA+DSP的GPS數(shù)字中頻信號(hào)源設(shè)計(jì)[D]. 劉市.南京理工大學(xué) 2012
[3]魚(yú)雷共形陣發(fā)射聲場(chǎng)計(jì)算及波束優(yōu)化研究[D]. 張俊.中國(guó)艦船研究院 2011
[4]水下彈載超聲波探測(cè)發(fā)射信號(hào)的直接數(shù)字頻率合成與實(shí)現(xiàn)[D]. 解立洋.南京理工大學(xué) 2011
[5]一款FPGA可編程邏輯塊的全定制設(shè)計(jì)[D]. 劉宇崢.西安電子科技大學(xué) 2010
[6]主被動(dòng)水聲定位系統(tǒng)顯控軟件設(shè)計(jì)[D]. 黃如龍.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[7]三維成像聲納中接收與發(fā)射基陣設(shè)計(jì)研究[D]. 張新麗.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[8]不同環(huán)境下的時(shí)延估計(jì)算法及其仿真研究[D]. 唐娟.南京信息工程大學(xué) 2007
[9]基于傳聲器陣列的聲源定位技術(shù)研究[D]. 郭俊成.南京航空航天大學(xué) 2007
[10]高分辨率空間譜估計(jì)技術(shù)研究[D]. 詹穎.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006



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