宽带相控多普勒计程仪硬件系统设计

摘要

21世纪是面向海洋的时期，世界部分国家都面对海洋资源蓄势待发，这也面临海洋安全的问题。走向远洋需要精确的导航与定位技术，其中多普勒计程仪在舰船、水下潜器定位导航中起着重要的作用。多普勒计程仪相较于其他导航设备，具有高精度、作用距离远、防电磁干扰等特性。多普勒计程仪在军事和民用方面都有广泛的应用，设备的高精度，集成化小型化，是多普勒计程仪发展方向。 基于此背景，本文首先介绍了多普勒测速的现象，以及在测速原理中的问题和解决办法。介绍了相控阵在多普勒测速过程中的优势。从而对多普勒计程仪的硬件系统进行了电路设计。 根据声呐系统技术指标要求，通过方案论证，给出了发射机、接收机、数字信号处理机的电路设计方案。其中发射机的设计包括逻辑电路、驱动芯片电路、D类功放电路、变压器设计以及储能电容选择。接收机的设计包括放大电路、波束形成电路、可变增益电路以及滤波器。数字信号处理机主要是三片TI公司C5000系列DSP芯片配置电路以及一片Altera公司MAX7000A系列CPLD芯片逻辑控制电路进行了阐述。为了能够验证硬件系统整机性能，设计了模拟器的信号衰减电路及功率衰减电路。 最后对所完成硬件电路进行了电路性能指标测试以及整机性能的水池测试实验。测试结果满足预期技术指标要求。