相控阵多普勒计程仪测试技术研究

摘要

相控阵多普勒计程仪（PADVL）在投入使用前，需要进行一系列的功能测试和性能测试，以确保其能够正常工作。计程仪在投入使用后，由于受恶劣的工作环境影响，偶尔会发生故障，工程中常需要在不拆卸计程仪的前提下完成故障诊断。
　　对计程仪的功能测试主要包括航速解算和水深测量两个方面；其性能测试主要包括待接收波束对其他指向性波束的抑制能力，以及计程仪自身固有的测频偏差等。本文基于上述需求，采用DSP作为主控芯片，触摸屏智能终端作为上位机，设计了一套操作简单、便于携带的计程仪陆上测试系统。该系统不仅可以在实验室条件下对计程仪进行整机测试，即使当计程仪已经安装在船舶或者水下航行器上，并且已完成装置的气密性检查后，该系统也可在不破坏其完整性的前提下对计程仪进行测试。
　　论文的主要研究内容有：分析多普勒计程仪的回波信号形式，根据实际工作需求进行测试系统硬件平台设计和软件实现，应用此系统对计程仪进行功能和性能测试。该测试平台的功能主要包括：测试系统自检功能，对计程仪发射信号的采集和解算功能，与控制平台（触摸屏）进行数据通信，利用直接数字频率合成技术（DDS）模拟声回波信号功能，与计程仪进行数据通信的功能等。最后，根据不同的测试需求，完成相应的软件设计。
　　系统的联调结果和水池实验结果证明，本文所设计的测试系统能够完成对计程仪功能和性能的测试工作，并且可以对计程仪进行故障诊断。系统满足各项指标的要求，工作状态稳定可靠，达到了预期的目标。

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第1章 绪论

1.1 论文的背景和意义

1.2 多普勒计程仪测试技术研究概况

1.3 论文的主要工作内容

第2章 测试系统相关原理及方案设计

2.1 声学多普勒测速基本原理

2.2 相控阵基本原理

2.3 相控阵对接性能分析

2.4 系统总体方案设计

2.5 本章小结

第3章 测试系统硬件设计

3.1 系统电源电路设计

3.2 DSP最小系统设计

3.3 AD采集电路设计

3.4 串口通信方案设计

3.5 信号产生电路设计

3.6 本章小结

第4章 测试系统各模块软件设计

4.1 触摸屏软件设计

4.2 DSP初始化

4.3 串口通信软件设计

4.4 信号采集软件设计

4.5 信号产生模块软件设计

4.6 本章小结

第5章 系统测试及计程仪功能和性能测试

5.1 概述

5.2 系统各模块功能测试

5.3 多普勒计程仪功能测试

5.4 多普勒计程仪接收抑制比测试

5.5 多普勒计程仪装置固有测频偏差测试

5.6 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录