聲傳感基陣水下測(cè)距及信息傳輸系統(tǒng)研究.pdf

1、水下超聲波測(cè)距和水聲通信在當(dāng)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(cè)繪都離不開超聲波測(cè)距技術(shù),而在水下環(huán)境中實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的傳遞和交流具有重要意義。
　　聲波信號(hào)在水介質(zhì)中會(huì)產(chǎn)生衰落和多途傳輸,如何在帶寬有限的水下聲信道進(jìn)行有效功率匹配和傳輸指向性控制是水下系統(tǒng)信號(hào)傳輸?shù)年P(guān)鍵。本課題根據(jù)水聲換能器的信號(hào)傳輸特點(diǎn),探討一種適合水聲信道傳輸?shù)幕嚱Y(jié)構(gòu),通過對(duì)聲傳感基陣特性仿真,研究水聲傳感陣列在水下信號(hào)傳輸機(jī)理和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2、,解決水信道衰落和多途效應(yīng)問題,獲得可靠的技術(shù)實(shí)現(xiàn),為水下測(cè)量與數(shù)據(jù)通信需求提供參考依據(jù)。
　　本文主要研究工作有以下幾方面:
　　(1)介紹了目前水下測(cè)距和水下通信的技術(shù)手段和發(fā)展概況,并對(duì)各個(gè)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比分析。
　　(2)研究海洋中聲波的特性和水聲信道的特點(diǎn),分析海水中聲速分布及對(duì)系統(tǒng)的影響,海水中聲波吸收的機(jī)理,海面、海底對(duì)聲波傳輸?shù)挠绊?海洋淺海多途效應(yīng)形成的原因及應(yīng)對(duì)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(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù),利用MATLAB對(duì)基陣的指向性進(jìn)行優(yōu)化仿真,為超聲波測(cè)距和水聲通信發(fā)射端的設(shè)計(jì)提供依據(jù),分析換能器基陣的驅(qū)動(dòng)原理,設(shè)計(jì)性能良好的基陣驅(qū)動(dòng)電路。
　　(4)完成系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì),搭建實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)。主要包括超聲波接收電路和水聲通信收、發(fā)端設(shè)計(jì),調(diào)制方式的選擇;以STC12C系列單片機(jī)為核心,編寫超聲波測(cè)距和水聲通信相關(guān)程序。在室外開闊水域?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行聯(lián)調(diào),對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行測(cè)試。
　　測(cè)試結(jié)果表