高分辨浅水多波束测深仪模拟系统设计与实现

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1、Y1436596分类号：——UDC：——工学硕士学位论文密级编号高分辨浅水多波束测深仪模拟系统设计与实现硕士研究生：刘文政指导教师：李思纯副教授学位级别：工学硕士学科专业：水声工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2008年2月论文答辩日期：2008年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学哈尔滨T程大学硕士学位论文摘要多波束测深仪是一种具有高测量效率、高测量精度、高分辨率的水下地形测量设备，广泛应用于海底资源勘探与海底环境调查、水下航行安全保障、海洋工程、码头港口建设以及水上交通运输、航道疏浚、江河水库水资源调查等各个领域。基于《高分辨浅水多波束测深仪》的研制，开展了多通道、高精度

2、、高密度、低噪声水声发射与接收技术的研究工作，研制了一套多通道发射、接收与电源系统。对多波束测深仪的基本原理以及高分辨浅水多波束测深仪的硬件结构进行了研究，论述了接收系统的指标及设计方案。在此基础上针对接收系统的低噪声设计问题进行了理论研究，设计了低噪声前置放大器，研制了80通道接收系统前放板。设计论证了一种自动增益控制及变频器方案，尝试应用一种简化双二次型带通滤波器并对其进行了理论分析与计算，研制了80通道高密度信号调理板，同时对接收系统的通道间相位一致性问题进行了研究和实验，通过多种方法使其达到了设计指标要求。在多通道相控发射机的研制中尝试采用FPGA直接驱动D类功率放大器

3、进行可变功率相控发射，收到了良好的效果，同时对水声发射机的基本原理、参数计算、功率管选择、变压器设计、储能电容的计算等问题进行了研究。研制了高功率密度的系统电源板，采用成品DC／DC模块提供多种电压的输出，设计并调试了外围滤波电路，使电源的噪声与纹波达到了设计指标要求；在对整个系统电联调之后，进行了水池及湖上实验，验证了系统的功能、指标及稳定性。关键词：多波束测深仪；多通道；水声接收机；水声发射机哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTMultibeamEchoSounderisanabsolutelynecessaryseafloormappingdevicewithhig

4、hefficiencyandaccuracyandresolutionaswell，whichiswidelyusedinsuchfieldsasseafloorresourceexploration，seafloorenvironmentsurvey，thesafetyassuranceofunderwaternavigation，oceanengineering，shipsideandportconstruction，thetransportationabovewater，sea—routedredgingandthesurveyofwaterresourcesinrive

5、rsalongwithbanksandSOon．TheresearchiSconductedoverthemulti．channeltransmitterandreceivertechnologywithhi曲accuracyandhi曲densityandlownoisebasedonthedevelopmentofHighResolutionShallowWaterMultibeamEchoSounder，andawholesystemwhichconsistsofthemultibeamtransmitterandreceiverandpowermoduleisdevel

6、oped．FirstlytheparametersanddesignmethodsarediscussedwiththeresearchoftheprincipleofMultibeamEchoSounderandthehardwarestructureofHi曲ResolutionShallowWaterMultibeamEchoSounder．Afterthedetailedstudyoflownoiseinreceivingsystem，alow—noisepre—amplifierisdesignedandan80一channelreceiverboardisdevel

7、oped．Then，anewwayofAGCandfrequencyconversionisdesigned．Plus，aGICband—passfilteristriedandanalyzedtheoretically，andthetargetisachievedsuccessfullythroughtheexperimentofchannelphraseconsistencyinthe80一channelhighdensityreceivingsystem．Also，itisfeasib