声探测电路设计及特性分析+程序+电路图(2)

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5.4 放大芯片模块 23

5.5 增益控制模块 24

5.6 系统软件设计 28

5.7 本章小结 31

6 声探测电路实验 33

6.1 实验简介 33

6.2 实验结果与分析 33

6.3 章末小结 35

结论 36

致谢 37

参考文献 38

附录A 40

1 引言

声学是一门历史悠久的科学，同时也是一门具有应用性发展性的科学，涉及到生产、生活各个方面，与很多领域相交叉，具有典型边缘学科特点。随着现代技术的发展，尤其是传感器、计算机等电子技术的发展，被动声探测与识别技术已焕发出新的活力与生机[1]。

本文以智能雷中的声探测调理电路为背景，主要探测的声目标为直升机、坦克，先分析了这两个目标的发声原理，再提出声探测调理电路的三种设计方案，最后选择第三方案，进行实验，达到了设计要求。

1.1 课题研究背景及意义

现代战争中尤其是地面战场，武装直升机与坦克扮演者极重要的角色，使用声探测技术对这两类目标进行探测已成为一种重要方式，尤其是应用在智能雷领域[2]。

声探测技术是一种传统的探测技术，近年来随着探测、电子技术和人工智能等方面取得了进展，使声探测技术在研制新型防低空飞行目标，尤其是反直升机武器方面得到广泛应用，反直智能雷便是其中一种[3]。

目前声探测技术的主要特点如下[4]：

(1)在探测过程中被动接收信号，不易被发现；

(2)环境影响小，可昼夜工作；

(3)声有很强的绕射能力，无盲区范围广

(4)声探测系统低廉方便大量布置；

(5)可组成预警网，提高了侦察能力。

现代的电子技术与信号处理技术使实时处理声信号成为可能，战场被动声技术不仅有效利用和发展了这些科学技术，还具有很高的军事价值。

1.2 战场被动声探测技术国内外研究进展

声探测技术是指发出声波进行探测。本文主要研究被动式声探测技术。下面将对被动声探测与识别技术的发展现状进行阐述。

1.2.1战场被动声国外发展现状

从80年代开始，随着电子技术的极大发展为声探测技术应用于战场目标识别提供了技术支持，也为武器智能化发展提供了技术依据[5]。

在军事上，主要为声纳，而在空中声探测在军事一直发展缓慢。随着微电子、信号处理、计算机技术等方面的难题得到以解决，人们开始重新关注声探测，其中将声探测技术应用在反直智能雷弹上，国外已取得了许多成果。

美国通用公司研制的直升机声探测装置，功率低，能探测范围达20至30公里，信号处理芯片计算能力强大，一秒能进行的浮点操作次数高达1亿次，4个麦克风环绕装置均匀分布。该仪器探测距离远，抗干扰能力强，反应迅速，是相当优质的声探测装置。美国的TI仪器公司研制反直雷也采用4个麦克风收集声信号实时进行辨识、跟随和确定其位置，防御半径可达好几百米，对低空飞行的目标产生了严重威胁[7]。英国Feranti公司研制的声探测系统，由排成十字形阵列的传声器群和一台信号处理器组成，臂长4m，并有拾音器。该系统声探测范围广，6台系统即可探测600平方公里的面积[8]。德国研制的一种定向破片型声探测地雷，该雷装引信由传声器和红外感应器组成，传声器用以发现直升机，红外感应器用以起爆战斗部，能破坏100m范围内的目标[9]。Swetron公司研制的反直地雷、Metravib公司的PACHEL、以色列的AEWS以及俄罗斯等国的智能雷都具有探测识别定位跟踪的作用10]。