本⽂旨在研制适⽤于某种⾼分辨率成像声信号模拟器。该成像声纳接收声基阵采⽤48元等间隔线阵，⼯作频率800kHz，作⽤距离0.5～25⽶，⾓度分辨率为0.35°。成像声纳对接收基阵信号进⾏波束形成，从⽽实现声图像的获取。闸机门禁系统
⼊射声波与基阵法线⽅向成θ⾓平⾏⼊射，基元从左⾄右顺序编号为1、2、…i、t+1、…N，基元间距为d。如果选取1号基元为时间参考点，其接收到的信号为Acos2πft，那么相邻两个基元间存在声程差Δ=dsinθ。其中c为声速。由于成像声纳是窄带主动声纳，所以I基元与1号基元接收信号间的相位差是φi=2π(i-1)d/λsinθ，其中λ为波长。因此要想使线阵定向在θ0⽅向上，只需将第i个基元的信号延时τi(θ0)=2π(i-1)d/λsinθ0即可。
以上是线阵波束形成的基本原理，但这只是远场情况下的近似。对于近场条件，这样的近似产⽣的误差会很⼤。对于本⽂中的⾼频成像声纳，由于全部⼯作范围均属近场条件，所以波束形成时必须采⽤聚焦⽅法。其基本原理同上，只是对每个基元信号进⾏的延迟(或移相)不成线性关系，本⽂对此不做详述。
除水器
⽤于成像声纳的信号模拟量⼀般通常数与基元个数相同，每个通道的输出模拟声纳基阵中⼀个基元的信号。由于成像声纳⼯作距离较近，并且⽔声环境中⾼频段的噪声级很低，因⽽接收信噪⽐通常较⾼。出于这样的考虑，信号模拟器的输出中就不额外加⼊噪声。成像声纳⼯作在较强的混响环境中，由于混响的模拟⽐较困难，并且对成像的影响并不严重，因⽽在设计中也不考虑对混响的模拟，只专注于模拟近场⽬标回波。
根据⽤户输⼊的要模拟的点⽬标的⽅位和距离，信号模拟器计算出相应的⽬标回波到达接收基阵各个基元的相位差，然后按照这些相位差产⽣相应的多路正弦信号。将这些信号加到成像声纳的输⼊端，代替真实的基阵输出，这样就可在陆上试验室条件下⽅便地对成像声纳进⾏调试和测量。
伺服缸
传统的声纳信号模拟器通常采⽤⼀个固定的振荡器产⽣与声纳系统⼯作频率相同的正弦信号。将本振信号通过⼀组多抽头模拟延迟线，然后从延迟线的不同抽头中引出信号作为模拟器的输出。这种信号模拟器结构存在若⼲缺陷和不⾜。
⾸先，由于采⽤模拟器件构成抽头延迟线结构，最⼩可变延迟长度受限。尤其是考虑到系统硬件规模和成本，⼀般延迟线的抽头数⽬不多，这样就造成延迟时间和理论值之间存在较⼤误差，从⽽降低了模拟器的精度。saba-018
其次，为了实现对不同⽅位⽬标回波信号的模拟，就必将不同抽头延迟线的输出进⾏切换或组合，然后作为⼀个基元的信号输出到声纳设备。因此整个模拟器的规模庞⼤，且只能模拟若⼲个离散⽅位和距离上的⽬标，不能实现对任意⽅位距离上点⽬标回波的模拟，否则复杂度不增将难以实现。
生铁冶炼另外，使⽤模拟器件构成的抽头延迟线，其通道⼀致性难以保证，调试困难。且延迟线频率范围较窄，如果频率参数发⽣变化将不能正常使⽤，因此适⽤范围窄，性价⽐很低。脚手架网
为了克服传统声纳信号模拟器的这些缺陷，本⽂采⽤DDS技术设计并实现了新型信号模拟器。这种基于DDS的模拟器结构可以实现对任意⽅位距离上点⽬标回波信号的精确模拟，适⽤于不同频率参数并具有⼀定扩展能⼒，从⽽具有很⾼的性价⽐。
(责任编辑：fqj)
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