[发明专利]一种多波束测深声纳回波信号增益控制系统及方法

权利要求书

1.一种多波束测深声纳回波信号增益控制系统，其特征在于，包括以下结构：

上位机软件(101)，用于控制信号处理单元(102)开始测量，并接收检波结果数据；

发射换能器基阵(103)，用于进行电声转换并发射声波信号；

接收换能器基阵(104)，用于接收回波声信号，并将回波声信号转换为电信号；

前置放大器(105)，用于对信号进行初步放大；

可变增益控制器(106)，用于接收前置放大器(105)输出的电信号，并根据信号处理单元(102)的增益控制命令调整增益；

带通滤波器(107)，用于对信号进行带通滤波处理；

模拟数字转换器(108)，用于完成模拟信号到数字信号的模数转换并将数字信号发送至信号处理单元(102)；

信号处理单元(102)，用于对模拟数字转换器(108)输出的数字信号进行平滑求包络处理并根据增益控制方法向可变增益控制器(106)发出增益调整命令使回波信号的输出电平保持在预设范围内，同时对多阵元回波信号进行波束形成和检波处理并将结果反馈至上位机软件(101)；

所述的信号处理单元(102)包括：

包络生成器(201)，用于接收多个阵元的回波信号并输出k时刻的包络c(k)；

自动增益调整模块(202)，根据参考信号REF与包络信号c(k)的偏差e(k)计算出增益码，并向可变增益控制器(106)输出增益调整命令；

检波模块(203)，用于接收经预处理的多阵元回波信号，进行信号检波处理；

所述的包络生成器(201)包括：

通道平均单元(301)，用于计算多个阵元信号的平均值；

时间平滑单元(302)，用于平滑计算并输出k时刻的回波包络c(k)。

2.根据权利要求1所述的一种多波束测深声纳回波信号增益控制系统，其特征在于，采用所述的自动增益调整模块(202)包括：

预期信号存储器(401)，用于保存预期信号REF；

第一减法器(402)，用于输出包络信号c(k)与预期信号REF的偏差值e(k)＝c(k)-REF；

第一累加器(403)，用于累加偏差值e(k)并输出累加结果ei(k)，其中，ei(k)＝ei(k-1)+e(k)，ei(1)＝e(1)；

数据暂存器(404)，用于暂存当前时刻的偏差值e(k)，输出结果是上一时刻的偏差e(k-1)；

第二减法器(405)，用于计算第一减法器(402)与数据暂存器(404)输出结果的偏差，输出偏差值e(k)的差分项(e(k)-e(k-1))；

第一乘法器(406)，用于计算偏差值e(k)与预设的比例系数k_p的乘积，输出k_p*e(k)；

第二乘法器(407)，用于计算偏差值的累积项ei(k)与预设的积分系数k_i的乘积，输出k_i*ei(k)；

第三乘法器(408)，用于计算偏差值的差分项(e(k)-e(k-1))与预设的微分系数k_d的乘积，输出k_d*(e(k)-e(k-1))；

三输入加法器(409)，用于对三个乘法器(406、407、408)的输出结果求和，产生增益控制信号u(k)＝k_p*e(k)+k_i*ei(k)+k_d*(e(k)-e(k-1))；

第二累加器(410)，用于累加三输入加法器(409)的输出结果并得到增益码g(k)＝g(k-1)+u(k)。