学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

鱼雷声自导仿真信号源技术研究与实现

作　者: 高国青
导　师: 叶湘滨
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: 声自导半实物仿真阵列信号源波束形成延时算法多DSP 流水线阵列
分类号: TJ630.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 39次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

鱼雷声自导仿真信号源是研制、测试和维护鱼雷声自导系统的重要设备,它通过模拟水下目标和环境特征、并将仿真数据以多通道模拟信号的形式输出至声自导接收基阵,辅助鱼雷设计者和维护者对声自导系统进行性能测试和仿真试验。本文详细论述了声自导仿真信号源的工作原理、软硬件设计与工程实现。重点研究了信号合成算法与多通道信号输出波束控制技术的实现方法。论文的主要工作包括以下几方面:(1)通过分析鱼雷声自导系统工作原理及其参数估计方法、常用信号类型,结合鱼雷声自导半实物仿真模型,总结归纳了鱼雷声自导仿真信号源的功能,分析了仿真信号源的理论基础,建立了仿真信号源的数学模型,制定了仿真信号源的总体方案和系统结构。(2)分析研究信号合成算法及其特点,研究了利用DDS技术实现确定性信号的算法;论述了鱼雷声自导仿真信号源中所用到非确定性信号(高斯白噪声、混响、窄带噪声)的定义及特点,研究了非确定性信号的合成算法;针对波束控制的目的,在研究延时算法的基础之上,提出了针对不同接收阵的延时规则。(3)设计了由多模块构成的仿真信号源系统硬件平台,结合软件管理和程序流程,针对仿真信号源设计中的难点和关键的部分进行了研究,其中包括:流水线处理阵列的结构特点、信号处理算法和流水线阵列硬件资源的合理结合、系统的同步设计、多处理器的管理等。结合系统软硬件设计,研究了延时滤波算法的DSP实现。(4)提出了基于AR模型和MUSIC算法的仿真信号源测试平台,对系统输出信号的频率精度、相位延迟精度、空间波束形成性能的测试方法进行了研究。测试结果表明仿真信号源各方面性能满足了设计要求。

全文目录

表目录  7-8
图目录  8-10
摘要  10-11
ABSTRACT  11-12
主要符号和缩写词说明  12-13
第一章绪论  13-16
  1.1 课题来源和研究意义  13-14
  1.2 国内外研究现状  14-15
  1.3 论文研究主要内容  15-16
第二章鱼雷声自导仿真信号源原理与设计  16-30
  2.1 鱼雷声自导系统工作原理简介  16-17
  2.2 鱼雷声自导目标参数估计原理  17-21
    2.2.1 目标方位估计原理  17-18
    2.2.2 目标距离估计原理  18
    2.2.3 目标速度估计原理  18-19
    2.2.4 目标尺度估计原理  19-21
  2.3 鱼雷主动声自导常用信号类型  21-24
  2.4 鱼雷声自导半实物仿真模型  24-25
  2.5 鱼雷声自导仿真信号源功能分析  25-27
  2.6 仿真信号源总体方案  27-28
  2.7 仿真信号源系统结构  28-29
  2.8 小结  29-30
第三章信号合成算法及波束控制技术  30-51
  3.1 直接数字频率合成技术概述  30-31
  3.2 确定性信号的合成算法  31-34
    3.2.1 正弦因子表产生  31-33
    3.2.2 单频正弦信号合成算法  33
    3.2.3 线性调频信号合成算法  33-34
  3.3 非确定性信号合成算法  34-38
    3.3.1 高斯白噪声合成算法  35-36
    3.3.2 窄带噪声合成算法  36-37
    3.3.3 混响信号合成算法  37-38
  3.4 波束控制关键技术  38-49
    3.4.1 波束控制原理分析  38-40
    3.4.2 延时算法  40-46
    3.4.3 延时规则  46-49
  3.5 小结  49-51
第四章仿真信号源的系统设计  51-67
  4.1 仿真信号源主要功能参数  51-52
    4.1.1 仿真信号源的主要功能  51
    4.1.2 仿真信号源的技术指标  51-52
  4.2 仿真信号源硬件平台总体设计  52-54
  4.3 多DSP 流水线处理阵列设计  54-59
    4.3.1 多DSP 流水线处理阵列结构设计  55-57
    4.3.2 流水线处理阵列的数据流设计与控制  57-59
  4.4 仿真信号源硬件设计关键技术分析  59-66
    4.4.1 DSP 与DAC 间数据流同步  59-60
    4.4.2 系统监控与命令字传递实现  60-62
    4.4.3 FPGA 内部IP 核设计  62-63
    4.4.4 延时滤波的DSP 实现  63-66
  4.5 小结  66-67
第五章仿真信号源的基本性能测试  67-77
  5.1 仿真信号源测试平台构建  67-68
  5.2 基于AR 模型的窄带信号频率测试  68-71
    5.2.1 AR 模型功率谱估计算法研究  68-69
    5.2.2 窄带信号频率性能测试  69-71
  5.3 单频信号延时测试  71-73
    5.3.1 单频信号延迟测量原理  71-72
    5.3.2 单频信号延迟测试结果  72-73
  5.4 波束指向性测试  73-75
    5.4.1 MUSIC 算法介绍  73-74
    5.4.2 线阵模型的指向性测试  74-75
  5.5 小结  75-77
第六章总结与展望  77-81
  6.1 全文总结  77-78
  6.2 研究展望  78-81
致谢  81-83
参考文献  83-87
作者攻读硕士期间取得的学术成果  87

相似论文

WiMAX系统中智能天线技术的应用研究,TN821.91
多载波CDMA的信道编码与信道估计技术的研究,TN929.533
红外成像目标模拟电阻阵电控系统研制,TJ765.4
宽带数字波束形成算法研究,TN957
PSTN多信令点半实物仿真系统的设计与实现,TP391.9
数字助听器中汉语语音处理及语音增强的研究,TN912.3
CDMA2000 1x EV-DO中多码道与HARQ技术频谱效率研究,TN929.533
面向Ad hoc网络可信路由机制的半实物仿真平台设计与实现,TN929.5
协同通信中的中继协作策略研究,TN92
基于自适应阵列天线的抗干扰技术研究,TN911.4
嘈杂环境下的麦克风阵列语音增强技术研究,TN912.35
亚轨道飞行器上升段控制方法研究,V448.2
基于DDS的发射数字波束形成技术研究,TN741
数字波束形成天线以及波束切换天线研究,TN820
DBF权重处理电路的设计与实现,TN957.51
步进频率SAR超分辨成像技术研究,TN957.52
DBF阵列幅相误差校准及其稳健性算法,TN820
汽车EPS动态特性及半实物仿真技术研究,U463.4
数字单脉冲跟踪系统的波束形成技术研究,TN953
基于死区补偿的永磁同步电动机矢量控制系统研究,TM341
基于EKF的PMSM无位置传感器矢量控制系统性能研究,TM341