[發明專利]一種高精度多普勒計程儀系統

在審

• 申請號: 202110636297.0
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113534163A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 王茂法;王震;薛歡歡
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01S15/58
• 分類號: G01S15/58;G01S15/88;G01S7/539
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

1.一種高精度多普勒計程儀系統，其特征在于：由收發合置換能器陣、功放板、信號處理板、信號調理板、非聲傳感器板、電源板以及顯控模塊組成；系統上電，電源板給系統的其他模塊供電；通過顯控模塊將控制指令通過RS232發送給信號處理模塊；信號處理板配置算法模塊并發射兩路互補的PWM信號給功放板；功放板放大、濾波輸出并驅動收發合置換能器陣；收發合置換能器陣發射窄帶或者寬帶信號，并接收回波信號將其發送給信號調理板；信號調理板將回波信號濾波、放大并進行模數轉換，將采集的數據發送給信號處理板；信號處理板接收非聲傳感器板傳輸的姿態、溫鹽深數據，對采集到的回波數據進行信號處理算法運算，將處理后的結果通過RS232串口發送給顯控模型送顯。

2.根據權利要求1所述的一種高精度多普勒計程儀系統，其特征在于：所述的收發合置換能器陣由四個獨立的換能器組成，四個換能器布置成Janus陣型結構，每個換能器的輻射面軸線與換能器陣的中軸線成25°±0.1°夾角；四個換能器同時將功放板發射的脈沖信號轉化成聲波信號，然后接收水下回波信號將其轉化成電信號，并將其發送給信號調理板。

3.根據權利要求1所述的一種高精度多普勒計程儀系統，其特征在于：所述的功放板由數字信號驅動電路、半橋功率放大、濾波輸出三個模塊組成；數字信號驅動電路采用INFINEON IR2010STRPBF MOS驅動芯片，接收兩路互補的PWM信號S+、S-，輸入芯片高低側驅動MOS管，SD控制信號為高電平時驅動無輸出，低電平有效；半橋功率放大電路采用INFINEON IRFI4020H-117P場效應管，由兩個MOS管組成上橋和下橋，上橋臂接功放電源，下橋臂接地，兩路互補的PWM信號控制MOS管的G極，上下橋臂分別導通，實現功率放大效果；濾波輸出電路由LC低通濾波構成。

4.根據權利要求1所述的一種高精度多普勒計程儀系統，其特征在于：所述的信號處理板有由FPGA、DSP和MCU三部分組成；MCU實現外部命令交互、信號處理板電源管理；FPGA實現信號采集以及預處理，輸出增益控制信號給信號調理板以及通過隔離接口輸出4路功放驅動信號，其中隔離器為6通道高速隔離芯片，隔離電源由功放側提供；DSP通過uPP接口接收FPGA端預處理的回波數據，對其進行對底測距、測速或者對流層測速處理，并將處理結果發送給MCU傳輸給顯控模塊。