多通道多波束发射机的设计与实现

摘要

多波束发射机是多波束测深系统的重要组成部分,同样也是耗电量最大的系统单元。根据设计要求,发射机应形成多个指向性发射波束,来实现宽扇面覆盖,而且对于高分辨率的声纳发射系统,其工作频率一般较高,还要输出较大的功率,这些都是需要解决的关键问题。本文的主要任务是设计多通道多波束发射机,包括相控信号产生与控制电路和功率放大电路的设计。
　　本文根据多波束形成原理,设计了基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的相控信号产生与控制电路,系统采用数字相控延时发射技术,获得较高的分辨率,并利用硬件描述语言编写相应的程序,使FPGA受控输出含正弦信号包络的CW脉冲,为发射12路发射电路提供了±33°范围内扫描的发射波束。
　　为了实现在高频率范围内的较大功率发射,论文重点研究了如何提高放大电路的截止频率,设计了采用晶体三极管的基于乙类推挽式放大的功率放大器,并且精心选择了电路中的元件,合理地设置了电路中的参数。为了功率放大器能够稳定正常地工作,同样为放大电路设计各种保护电路,并较好地解决了最重要的散热问题。
　　经过实验室调试,所设计的相控信号产生电路和功率放大电路,基本达到了设计指标,验证了设计的正确性。

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第1章 绪论

1.1 论文研究的背景和意义

1.2 海底测深技术的发展

1.3 多波束发射机和相控技术的研究现状

1.4论文的主要研究内容

第2章 多波束发射机的总体设计方案

2.1多波束发射的声学原理

2.2 多波束发射机的系统构成和性能指标

2.3 相控发射波束的设计

2.4 晶体管功放设计应考虑的问题

2.5 本章小结

第3章 发射机信号源控制电路设计

3.1 信号源电路设计

3.2 发射波束的FPGA实现

3.3 发射机的硬件设计

3.4 电路系统调试与仿真

3.5 本章小结

第4章 功率放大器的设计

4.1 功率放大电路的系统结构

4.2 功率放大器的硬件电路设计

4.3 性能测试

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

附录