基于DDS技术的声纳信号模拟器

测控技术与仪器论文基于DDS技术的声纳信号模拟器摘要:提出一种基于DDS技术的数字化通用声纳信号模拟器的实现方案。通过控制DDS器件输出信号的幅度和相位来模拟成像声纳基阵的输出,可以对任意距离和方位上目标回波进行精确的模拟,并可以模拟运动目标的回波信号。讨论了多通道信号模拟器在设计和实现中的具体的问题。关键词:声纳波束形式DDS CPLD近年来随着海洋开发和海军技术的发燕尾服,声纳设备的研究越来越受重视。但是由于水声设备试验通常需要适宜的水声环境,例如消声水池、湖泊或海洋等,因而试验的复杂性和成本都较高。为了能在普通实验室环境中模拟目标回波信号,需要针对各种声纳设备的要求设计专用的声纳信号模拟器。1声纳信号模拟器的基本原理1.1波束形成原理简介本文旨在研制适用于某种高分辨率成像声信号模拟器。该成像声纳接收声基阵采用48元等间隔线阵,工作频率800kHz,作用距离0.5~25米,角度分辨率为0.35°。成像声纳对接收基阵信号进行波束形成,从而实现声图像的获取。声纳波束形成的基本原理如图1所示。图1是远场时等间隔线阵接收回波信号的示意图。入射声波与基阵法线方向成θ角平行入射,基元从左至右顺序编号为1、2、...i、t+1、...N,基元间距为d。如果选取1号基元为时间参考点,其接收到的信号为Acos2πft,那么相邻两个基元间存在声程差Δ=dsinθ,因此第i个基元接收到的信号为:si(t)=Acos{2πf[t+(i-1)dsinθ/c]} (1)其中c为声速。由于成像声纳是窄带主动声纳,所以I基元与1号基元接收信号间的相位差是φi=2π(i-1)d/λsinθ,其中λ为波长。因此要想使线阵定向在θ0方向上,只需将第i个基元的信号延时τi(θ0)=2π(i-1)d/λsinθ0即可。