[发明专利]一种基于FPGA实现DDS CDMA技术的多通道USBL低功耗发射机

说明书

本发明涉及水下设备研发技术领域，具体为一种基于FPGA实现DDS CDMA技术的多通道USBL低功耗发射机，包括FPGA DDS CDMA控制芯片、复位模块、晶振模块、计数模块、保险丝模块、电源模块、功率放大模块、发射模块、滤波模块和换能器，所述的复位模块、晶振模块、计数模块、保险丝模块、电源模块、功率放大模块分别与FPGA DDS控制芯片连接；所述FPGA DDS CDMA控制芯片对发射的脉冲信号进行编译，通过不同的逻辑控制编译不同的脉冲信号，并对产生的编码进行分址，用以区分不同的接收器，通过CDMA技术实现同时对不同的接受器进行定位，并在定位时不同接收器不产生干扰，以便同时对多个接收器收集到高精度的定位信息。

技术领域

本发明涉及水下设备研发技术领域，具体为一种基于FPGA实现DDS CDMA技术的多通道USBL低功耗发射机。

背景技术

USBL(超短基线定位系统)是一种水下定位技术，被普遍应用于海洋石油勘探开发、海洋打捞等海洋生产开发方面，主要用于确定ROV、AUV、潜水员、水下其他载体的水下精确位置。

超短基线定位系统由发射换能器、应答器、接收基阵组成。发射换能器和接收基阵安装在船上，应答器固定在水下载体上。发射换能器发出一个声脉冲，应答器收到后，向回发射声脉冲信号，接收基阵接收到后，测量出水平方向的两个相位差，并根据声波的传播时间计算出水下装置到基阵的距离，从而计算得到水下探测器的位置。因换能器基阵尺寸小，便于安装，故拥有非常广泛的应用。

目前，超短基线采用声学应答模式和同步触发模式，每次发射单一信号，在一次问答之后才能进行下一次问答，无法获得较高的数据刷新率，对接收器的位置定位更新较慢，在许多应用场景下有明显缺点。同时，由于传统发射机声脉冲信号为单一通道发射，在连续工作一段时间后，往往会出现发射机过热现象，容易使硬件产品温度过高而烧坏，对于系统的稳定运行有严重的不利影响。对于传统超短基线系统的发射机，往往只能实现对一个接收器进行水下定位，无法同时对多个接收器进行定位，不满足很多场合的应用需求。，鉴于此，我们提出一种基于FPGA实现DDS CDMA技术的多通道USBL低功耗发射机。

发明内容

本发明的目的在于，为了克服现有技术中存在的不足，提供一种基于FPGA实现DDSCDMA技术的多通道USBL发射机，以便于可以发送不同编码的脉冲信号对水下应答器进行呼叫，并依次对每个通道发射的信号进行编号，连续不断的发射脉冲信号。应答器可根据接收到的声脉冲信号产生应答脉冲信号，相较传统方法有较高的数据更新率，便于对应答器的位置实时更新。同时，发射的声脉冲信号由原来的单通道发射变为多通道交替发射，每一通道发射过后都有一定的休息冷却时间，保证了USBL(超短基线定位系统)的稳定运行。在此基础上将CDMA技术应用于超短基线系统的发射机，以便同时对多个接收器进行水下定位且不会相互干扰。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于FPGA实现DDS CDMA技术的多通道USBL低功耗发射机，包括FPGA DDSCDMA控制芯片、复位模块、晶振模块、计数模块、保险丝模块、电源模块、功率放大模块、发射模块、滤波模块和换能器，所述的复位模块、晶振模块、计数模块、保险丝模块、电源模块、功率放大模块分别与FPGA DDS控制芯片连接；

所述FPGA DDS CDMA控制芯片对发射的脉冲信号进行编译，通过不同的逻辑控制编译不同的脉冲信号，并对产生的编码进行分址，用以区分不同的接收器。

优选的，所述电源模块用于为整个系统供电。

优选的，所述滤波模块与换能器相连接用以将放大后的声信号处理后进行发射。

优选的，所述计数模块用于FPGA DDS CDMA芯片完成一次编码后对其序列进行编号。

优选的，所述复位模块用于使整个系统电路恢复到起始状态，当FPGA DDS CDMA芯片完成一轮编码和发射后使其开始新一轮的编码和发射周期。