聲傳感基陣水下測距及信息傳輸系統(tǒng)研究.pdf

1、水下超聲波測距和水聲通信在當代海洋資源開發(fā)中發(fā)揮著重要作用,海底資源勘探、水下地形測繪都離不開超聲波測距技術,而在水下環(huán)境中實現測量數據的傳遞和交流具有重要意義。
　　聲波信號在水介質中會產生衰落和多途傳輸,如何在帶寬有限的水下聲信道進行有效功率匹配和傳輸指向性控制是水下系統(tǒng)信號傳輸的關鍵。本課題根據水聲換能器的信號傳輸特點,探討一種適合水聲信道傳輸的基陣結構,通過對聲傳感基陣特性仿真,研究水聲傳感陣列在水下信號傳輸機理和應用優(yōu)勢

2、,解決水信道衰落和多途效應問題,獲得可靠的技術實現,為水下測量與數據通信需求提供參考依據。
　　本文主要研究工作有以下幾方面:
　　(1)介紹了目前水下測距和水下通信的技術手段和發(fā)展概況,并對各個技術進行對比分析。
　　(2)研究海洋中聲波的特性和水聲信道的特點,分析海水中聲速分布及對系統(tǒng)的影響,海水中聲波吸收的機理,海面、海底對聲波傳輸的影響,海洋淺海多途效應形成的原因及應對方法。
　　(3)研究水聲換能器及換

3、能器陣列的特性,探討基陣結構的相關參數,利用MATLAB對基陣的指向性進行優(yōu)化仿真,為超聲波測距和水聲通信發(fā)射端的設計提供依據,分析換能器基陣的驅動原理,設計性能良好的基陣驅動電路。
　　(4)完成系統(tǒng)的軟硬件設計,搭建實驗測試平臺。主要包括超聲波接收電路和水聲通信收、發(fā)端設計,調制方式的選擇;以STC12C系列單片機為核心,編寫超聲波測距和水聲通信相關程序。在室外開闊水域對系統(tǒng)進行聯調,對系統(tǒng)性能進行測試。
　　測試結果表