参量阵浅地层剖面技术研究

《参量阵浅地层剖面技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：[O]427.9密级：公开ＵＤＣ：623.9编号：S2015-726-中国舰船研究院硕士学位论文参量阵浅地层剖面技术研究作者：祝鸿浩指导老师：王锦柏研究员学科专业：水声工程上海船舶电子设备研究所二O一五年三月分类号[O]427.9密级公开ＵＤＣ623.9编号S2015-726-硕士学位论文参量阵浅地层剖面技术研究ResearchontheTechnologyofParametricSub-BottomProfiling指导教师姓名：王锦柏职称：研究员学位申请人姓名：祝鸿浩申请学位级别：工学硕士专业名称：水声工程研究方向：水声信号处理论文提交时间：201

2、5年03月培养单位：上海船舶电子设备研究所学位授予单位：中国舰船研究院学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文所有研究工作，均在导师指导下由作者本人独立完成。引用的有关观点、方法、数据和文献已在论文中注明，并与参考文献对应。除论文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经公开发表的研究成果。对本文研究作出任何贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式注明并表示感谢。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权声明中国舰船研究院和上海船舶电子设备研究所有权保存本人呈交的学位论文复印件及电子版，有权向国家有关部门或机构送交论文复印件及电子版，允许论

3、文被查阅和借阅。本人授权中国舰船研究院和上海船舶电子设备研究所可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描手段保存或汇编本论文。本学位论文属于：公开□内部□秘密□，在年后解密后适用本授权书。（请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日中国舰船研究院硕士学位论文摘要参量发射阵能以较小的换能器尺寸实现低频、窄波束、低旁瓣发射声波，在浅地层剖面研究中，对于对换能器尺寸有严格要求的情况下是一种优良选择。本文从非线性声学原理出发，结合参量发射阵技术设计参量阵浅地层剖面仪，应用于浅地层掩埋管线探测。在讨

4、论了参量阵的形成机理的基础上推导得到差频波的声压表达式，增益表达式和指向性表达式，得出应用于宽带参量阵模型的差频声压值与包络函数平方的二阶偏导成正比的结论，并对不同包络信号条件下的差频特性进行了仿真，为系统设计打下基础。系统硬件设计部分分五个功能电路进行介绍。电源板介绍了系统的供电设计，测试输出得到各电路工作需要的稳定直流电压；发射板介绍了信号的形式，信号的单片机产生，发射信号经驱动电路被D类功放电路放大供给换能器，储能电容为发射供能的设计，测试得到发射信号声源级225.6dB，输出电功率720.4W；接收板介绍了可变增益放大电路、固定增益放大电路、以及无源滤

5、波器的设计，测试得到可变增益输出范围-8dB~72dB，固定增益输出20.8dB；数字信号处理板设计介绍了DSP的最小系统设计，利用DSP的ADC外设对回波信号进行采样，从XINTF接口扩展内存，扩展网口实现与上位机的通信，以及对发射的同步控制和接收机的增益控制设计。系统设计满足参量阵浅剖仪的工作需要。参量阵浅剖仪软件设计主要介绍了软件的功能流程和信号处理流程，并对软件中的核心算法模块进行设计说明。算法包括带通FIR滤波器、包络检波、抽取压缩、触底检测、TVG补偿等几个主要模块。完成了对参量阵浅剖仪的运行控制。水池试验对参量阵浅剖仪产生的差频信号特性进行了测试

6、，得到原频声源级226dB，差频声源级169.9dB，原频波-3dB开角2.9°，差频波-3dB开角3.5°，适当展宽，差频转换效率0.16%，差频增益-56.1dB，与理论基本相符。关键词：参量阵浅剖仪；硬件设计；软件设计；差频信号特性I中国舰船研究院硕士学位论文ABSTRACTParametrictransmittingarraycantransmitalowfrequency,narrowbeamandlowside-lobesoundwavesinasmallersize.Itisagoodchoicetousetheparametrictransmi

7、ttingarrayforsub-bottomprofilingwhenthesizeofthetransducerisrestrictedtobesmall.Basedonnonlinearacousticprinciple,thispaperdesignstheparametrictransmittingarraytodetecttheburiedpipeline.Afterdiscussingtheformingmechanismofdifferencefrequencywave,soundpressureexpression,gainexpressio

8、nandtheexpressionof