论文摘要
多普勒测速系统通过向水下发射和接收声波来测定舰船相对于海底或者水层的运动速度,相控阵技术的应用解决了多普勒测速系统设计中存在的声速补偿问题,提高了系统的测速精度,当设计中采用宽带发射信号时,系统能够具有更高的频率分辨率,但是宽带信号的采用也对系统的相控接收波束形成设计也提出了更高的要求。论文完成的主要工作有：完成了系统的硬件电路设计,对宽带信号相控接收波束形成的实现方法做了仿真并在FPGA上实现。硬件电路设计主要包含电源芯片选取,数据采集,数据存储,串行数据传输电路设计,以及主片DSP的程序加密设计。在相控阵信号接收波束形成算法实现的过程中,需要对接收信号做90度相移处理,以往采用模拟器件实现的方法只合适于处理单频信号的情况,当系统使用宽带信号测速时,论文提出使用希尔伯特滤波器实现移相操作,并给出了适合在FPGA上实现的相控接收波束形成框图。论文通过对希尔伯特滤波器不同阶数下移相特性的仿真,设计出合适的希尔伯特滤波器阶数,并对滤波器的移相效果做了分析,然后对所设计的波束形成过程做了仿真。根据设计的实现框图和系统数据吞吐量的要求,论文对在算法实现过程中将要涉及到的数字滤波模块和相关检测模块的程序结构、寻址方式设计做了详细的介绍。最后,论文在不同输入信号方式下,对所设计的FPGA程序进行片上测试,验证了程序的正确性。
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