前視聲吶發(fā)射陣列關(guān)鍵技術(shù)研究

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2、—獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲巧所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的＾研巧成果，除了文中特別加標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研巧成果，也不包含為獲得天津大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料一。與我同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名；簽字曰期：＾口年曰去凌／學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可Ｗ將學(xué)仿論定的今部

3、或部分內(nèi)容編入有關(guān)敬據(jù)鹿講巧拾宏，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名；纖ｊ簽字曰期：＞＾全年若月／日簽字曰期：化年月曰／前視聲吶發(fā)射陣列關(guān)鍵技術(shù)研究TheKeyTechnologyResearchofForwardLookingSonarTransmitterArray學(xué)科專業(yè)：儀器儀表工程研究生：李驥指導(dǎo)教師：段發(fā)階教授企業(yè)教師：李志毅高級工

4、程師天津大學(xué)天津大學(xué)精儀學(xué)院二零一五年五月摘要隨著我國對海洋資源開發(fā)的日益深入與海運(yùn)貿(mào)易的發(fā)展，與海洋相關(guān)的各種技術(shù)也越來越受到重視。我國的海岸線遼闊，有著眾多的港口，是發(fā)展中的海洋大國，發(fā)展海洋探測技術(shù)對我國海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著巨大的推動(dòng)作用。前視聲吶技術(shù)在保障水上交通安全，水下環(huán)境資源勘探，碼頭港口建設(shè)、內(nèi)陸水資源調(diào)查、河道疏浚等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。論文主要研究內(nèi)容有：調(diào)研了目前前視聲吶的發(fā)展現(xiàn)狀及其工作原理。從波束形成的原理出發(fā)，對陣列設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題進(jìn)行了闡述。針對陣列的旁瓣問題，對傳統(tǒng)的幅度加權(quán)方法進(jìn)行

5、了分析，并提出了一種適合小陣元數(shù)聲吶基陣使用的密度加權(quán)方法。針對前視聲吶系統(tǒng)的具體要求，分析了各種功放形式優(yōu)劣，最終選擇了基于D類功放的發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)方案。并針對方案中暴露出來的幅相控制精度差、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺陷，提出了一種改良的PWM信號形式，對其進(jìn)行計(jì)算仿真，給出了超聲信號幅度與PWM脈沖寬度之間的計(jì)算公式，得到了滿足要求的結(jié)果。設(shè)計(jì)了使用FPGA為控制核心，超聲驅(qū)動(dòng)芯片HV7350為功放核心的硬件電路，編寫了FPGA程序，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的功能。為前視聲吶的研究發(fā)展提供了一定的理論參考。關(guān)鍵詞：前視聲吶；

6、密度加權(quán)；D類功放；PWM；發(fā)射機(jī)ABSTRACTWiththedevelopmentofmarineresourcesexploitationanddeepeningofseabornetrade,thetechnologiesassociatedwithmarinecausemoreandmoreattention.Ourcountryhasvastcoastlineandmanyports,itisadevelopingmaritimepower,thedevelopmentofmarineexplora

7、tiontechnologyhasahugeroleinpromotingthemarineeconomyofourcountry.Forward-lookingsonarisahighefficiencyandprecisionmeasuringunderwaterenvironmentmeasurementequipment,iswidelyusedtoprotectwatertrafficsafetyandunderwaterenvironmentalresourcesexploration,constr

8、uctionofportterminals,inlandwaterresourcessurvey,riverdredgingandotherfields.Themainresearchcontentsofthisthesisareasfollows:Investigationofthecurrentdevelopmentstatusofforwardlookingsonarandits