一种多功能探鱼仪的组合信号发生系统技术方案

本发明专利技术提供的是一种多功能探鱼仪的组合信号发生系统。由信号生成器和信号控制器，两部分在一片现场可编程门阵列FPGA内通过逻辑代码模块的方式实现；信号生成器由CW脉冲信号生成单元、LFM信号生成单元、编码信号生成单元和信号输出单元组成，三种信号生成单元分别与信号输出单元电信号连接，信号控制器由信号选择单元、信号配置单元组成，信号选择单元和信号配置单元分别与三种信号生成单元电信号连接。本发明专利技术利用一片FPGA实现组合信号发生系统，操作简单，解决了传统探鱼仪功能单一的问题，实现了高效率探鱼的目标。可广泛用于湖泊、海洋渔业开发，大规模渔业资源科学调查等探测任务。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能探鱼仪的组合信号发生系统
本专利技术涉及的是一种多功能探鱼仪的组合信号发生系统。更具体地说是涉及一种基于复杂信号源，使探鱼仪完成鱼群大小、方位、密度，鱼大小、种类，对底速度、水体流速等信息的测算。
技术介绍
信号发生系统是一个声纳探测系统完成探测任务的前提保证，最根本的需要实现操作简单、功能丰富的信号发生系统，以满足多功能声纳系统的需求。随着半导体技术及工艺的迅猛发展，处理器的速度越来越快，片内可用资源越来越多，发开难度越来越小，允许用户在很短的周期内完成开发任务，在一片现场可编程门阵列FPGA即可实现复杂任务开发，这为实现功能复杂的信号发生系统提供了前提保证。在渔业资源开发及调查中，为了提高捕捞的效率，基本所有型号的渔船上都安装了探鱼仪设备。传统探鱼仪一般只能判断鱼的有无，由于波束宽度很宽，不具备确定鱼群具体方位的功能，更不具备对鱼群大小、密度，鱼大小、种类等方面判断的功能，功能单一，不利于开展大规模海洋渔业资源科学调查。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种功能全，效率高的多功能探鱼仪的组合信号发生系统。本专利技术的目的是这样实现的：包括信号生成器100和信号控制器200，所述信号生成器100和信号控制器200在一片现场可编程门阵列FPGA内通过逻辑代码模块的方式实现；所述信号生成器100由三种信号生成单元和信号输出单元140组成，所述三种信号生成单元为CW脉冲信号生成单元110、LFM信号生成单元120和编码信号生成单元130，三种信号生成单元分别与信号输出单元140电信号连接并通过信号输出单元140对信号生成单元100产生的信号进行电平转换后输出，所述信号控制器200由信号选择单元210和信号配置单元220组成，信号选择单元210对信号生成器100生成的信号进行选择，信号选择单元210和信号配置单元220分别与三种信号生成单元电信号连接。本专利技术还包括这样一些特征：(1)CW脉冲信号生成单元110由第一参数配置模块111和第一信号生成模块112电信号连接组成。(2)LFM信号生成单元120由第二参数配置模块121和第二信号生成模块122电信号连接组成。(3)编码信号生成单元130由第三参数配置模块131和第三信号生成模块132电信号连接组成。本专利技术的优点是：利用一片现场可编程门阵列FPGA实现组合信号发生系统，实现了信号的产生、参数的配置及信号的选择等功能，该系统操作简单、功能丰富，解决了传统探鱼仪功能单一、效率低的问题，使基于该系统的探鱼仪能够获得更丰富更准确的鱼群、对底速度、水体流速等信息，丰富了探鱼仪的功能，实现了高效率探鱼的目标。可广泛用于湖泊、海洋渔业开发，大规模渔业资源科学调查等探测任务。附图说明图1是多功能探鱼仪组合信号发生系统原理框图；图2是多功能探鱼仪组合信号发生分系统结构框图；图3是信号输出单元工作示意图。具体实施方式结合附图，对本专利技术进一步说明：图2是多功能探鱼仪组合信号发生分系统结构框图，CW脉冲信号生成单元110由第一参数配置模块111和第一信号生成模块112组成，通过电信号连接；其中第一参数配置模块111设置CW脉冲信号的占空比、脉宽，其中调整占空比即为调整探测信号的探测功率；第一信号生成模块112根据第一参数配置模块111设置的参数，产生对应的方波信号，方波信号的频率为150kHz；产生的方波信号最短为0.02ms，即对应产生3个周期的方波。LFM信号生成单元120分为第二参数配置模块121和第二信号生成模块122，通过电信号连接；其中第二参数配置模块121设置LFM信号的占空比、带宽、脉宽，其中调整占空比即为调整探测信号的探测功率；第二信号生成模块122根据第二参数配置模块121设置的参数，产生对应的方波信号，方波信号的中心频率为150kHz。编码信号生成单元130分为第三参数配置模块131和第三信号生成模块132，通过电信号连接；其中第三参数配置模块131设置编码信号的占空比、带宽、编码形式，其中调整占空比即为调整探测信号的探测功率，带宽由每个码元内填充的信号周期数决定；第三信号生成模块132根据第三参数配置模块131设置的参数，产生对应的方波信号。CW脉冲信号生成单元110生成的CW脉冲信号可以分为短CW脉冲信号和长CW脉冲信号，短CW脉冲信号完成鱼群有无、大小、方位、密度等的判断，长CW脉冲信号完成载体对底测速功能的实现；LFM信号生成单元120生成的LFM信号完成对鱼大小、种类的判断；编码信号完成水体流速测量功能的实现。信号生成单元100产生的方波信号为三电平，即-1、0，+1，由于组合信号发生系统后端与换能器前端的功率放大单元采用D类功放的形式，需要将信号生成单元100产生的信号进行电平变换，然后将变换后的信号分别通过P通道与N通道进入功率放大单元；信号输出单元140将信号生成单元100产生的三电平方波信号转化为两个通道的两电平方波信号，即0，+1。信号控制器200由信号选择单元210和信号配置单元220组成，根据当前时刻系统需要实现的探测功能，信号选择单元210对信号生成器100生成的信号进行选择，同时由信号配置单元220对信号进行设置，包括探测信号脉冲长度、探测信号带宽、探测信号编码形式、探测功率等，即通过对信号生成单元中的参数配置模块进行控制，完成信号选择及对应的配置参数；信号选择及参数配置完成后，即可实现探测信号的生成。系统输入时钟为25MHz，CW脉冲信号生成单元110中的第一信号生成模块112根据系统输入时钟进行/125的分频，产生中心频率为150kHz的方波，根据第一参数配置模块111设置的参数，分别产生脉冲长度为0.02ms、1ms、2ms、4ms、40ms、50ms、60ms的信号，功率为强、中、弱三档；LFM信号生成单元120中的第二信号生成模块122根据系统输入时钟进行/125的分频，产生中心频率为150kHz的方波，根据第二参数配置模块121设置的带宽参数，设定信号的起始频率和终止频率，根据设置的脉宽及功率参数，分别产生脉冲长度为2ms、4ms、8ms的信号，功率为强、中、弱三档；编码信号生成单元130中的第三信号生成模块132根据系统输入时钟进行/125的分频，产生中心频率为150kHz的方波，根据第三参数配置模块131设置的编码类型选择参数，设定生成信号所需的编码，生成对应的信号，根据设置的功率参数，功率为强、中、弱三档。产生的三种类型信号经过信号生成器100中的信号输出单元140进行信号分离、电平变换后，即实现了多功能探鱼仪的组合信号发生系统的工作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能探鱼仪的组合信号发生系统，包括信号生成器(100)和信号控制器(200)，其特征是：所述信号生成器(100)和信号控制器(200)在一片现场可编程门阵列FPGA内通过逻辑代码模块的方式实现；所述信号生成器(100)由三种信号生成单元和信号输出单元(140)组成，所述三种信号生成单元为CW脉冲信号生成单元(110)、LFM信号生成单元(120)和编码信号生成单元(130)，三种信号生成单元分别与信号输出单元(140)电信号连接并通过信号输出单元(140)对信号生成单元(100)产生的信号进行电平转换后输出，所述信号控制器(200)由信号选择单元(210)和信号配置单元(220)组成，信号选择单元(210)对信号生成器(100)生成的信号进行选择，信号选择单元(210)和信号配置单元(220)分别与三种信号生成单元电信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种多功能探鱼仪的组合信号发生系统，其特征是：CW脉冲信号生成单元(110)由第一参数配置模块(111)和第一信号生成模块(112)组成，通过电信号连接；其中第一参数配置模块(111)设置CW脉冲信号的占空比、脉宽，其中调整占空比即为调整探测信号的探测功率；第一信号生成模块(112)根据第一参数配置模块(111)设置的参数，产生对应的方波信号，方波信号的频率为150kHz；产生的方波信号最短为0.02ms，即对应产生3个周期的方波；LFM信号生成单元(120)分为第二参数配置模块(121)和第二信号生成模块(122)，通过电信号连接；其中第二参数配置模块(121)设置LFM信号的占空比、带宽、脉宽，其中调整占空比即为调整探测信号的探测功率；第二信号生成模块(122)根据第二参数配置模块(121)设置的参数，产生对应的方波信号，方波信号的中心频率为150kHz，编码信号生成单元(130)分为第三参数配置模块(131)和第三信号生成模块(132)，通过电信号连接；其中第三参数配置模块(131)设置编码信号的占空比、带宽、编码形式，其中调整占空比即为调整探测信号的探测功率，带宽由每个码元内填充的信号周期数决定；第三信号生成模块(132)根据第三参数配置模块(131)设置的参数，产生对应的方波信号；CW脉冲信号生成单元(110)生成的CW脉冲信号分为短CW脉冲信号和长CW脉冲信号，短CW脉冲信号完成鱼群有无、大小、方位、密度等的判断，长CW脉冲信号完成载体对底测速功能的实现；LFM信号生成单元(120)生成的LFM信号完成对鱼大小、种类的判断；编码信号完成水体流速测量功能的实现，信号生成单元(100)产生的方波信号为三电平，即-1、0、+1，由于组合信号发生系统后端与换能器前端的功率放大单元采用D类功放的形式，将信号生成单元(100)产生的信号进行电平变换，然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宝伟，李海森，徐超，魏玉阔，朱建军，周天，杜伟东，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23