水下聲學信息處理綜合實驗設備
隨著建設海洋強國戰略的提出，目前水下信息領域越來越受到高校和科研所的關注，相關的人才也得到市場的青睞。很多高?，F在都在建設水下聲學的相關的實驗室和專業，而這方面需要的實驗設備卻很缺乏，在市場很難買到成品，所以在這個背景下我們自制了水下聲學信息綜合處理實驗設備。
水下聲學信息綜合處理實驗設備主要的設計目標就是為水下聲學信息與通信相關課程和專業提供實驗條件，系統主要包括發送和接收兩端相應的硬件和軟件組成。發送硬件主要包括水聲換能器模塊、DA模塊、功率放大模塊;接收硬件包括水聽器、數字采集模塊;軟件部分的設計按功能來分主要包括水聲測量、水聲信號處理、水下目標識別定位及水聲通信四個部分。實驗設備根據需要還可以配置升級旋轉行走機械部分，用于配合某些需要運動情況下的測量工作。下面簡要介紹實驗設備功能：
(1)水下聲學信息綜合處理系統能夠提供聲學信號在水下的測量實驗，通過改變發射聲源的位置來幫助學生直觀的認識和理解水下聲學的傳輸基礎，通過對換能器頻響特性的測量幫助同學們了解水聲換能器的技術參數和指標;為了配合該部分功能的實現，系統還開發了計算機控制的升降旋轉行走機械模塊，以步進電機、減速器、PLC 小齒履帶的組合構成換能器運動系統，通過高精度的控制可以提高運動定位準確性，提高實驗結果的準確率，機械具有四個自由度，可以進行X方向Y方向Z方向以及以繞下降軸桿為中心線的旋轉運動;
(2)在水聲測量實驗的層次上，又開發了相關的水下聲學信號處理模塊，能夠根據軟件設計，隨意配置發射不同的聲學信號波形，包括一些常規的探測信號以及特殊的編碼信號，同時考慮到二次開發實驗的需要，也設計了外接口，能夠支持軟件生成的任意波形的發射，除過支持多種數據格式外，也支持matlab文件，wav文件格式等多種格式;該模型將發送和處理串聯起來，便于讓同學建立整體信號處理由發到收和處理的綜合認識，來幫助同學掌握和了解聲學信號原理;
(3)水下聲學信號綜合處理系統的另外一部分功能屬于學科撥高實驗，提供了利用水下聲學進行無線通信的實驗和算法開發，鑒于同學們很多把概念僅僅停留于無線電通信，為了讓學生建立利用聲學信號的無線通信概念，實驗系統開發了水下聲學通信模塊，能夠進行水下聲學的無線通信實驗，采用純軟件無線電的思路，通信信號的調制和解調全部采用軟件處理，通過將信源(文字或圖片)編碼后進行調制，產生通信信號，再由換能器發射，接收端收到通信信號后，通過軟件方式進行解調，解碼等恢復出原來發送的文字或圖片信息;發送模塊的設計采用開放式設計思想，聲學通信信號可由同學自行設計并生成多種調制波形，采集的數據可以離線進行處理，這樣能夠增強學生對通信原理、水聲通信等相關課程的理論理解能力;同時該實驗環節可通過無線遠程控制的方式進行。
(4)拔高學科實驗的另外一個內容就是水下目標的定位與識別，開發了相關的軟件仿真，能夠進行水下目標的定位以及船舶輻射噪聲等信號的識別，通過這個簡單的應用實例來幫助同學們理解聲納等水下聲學設備的機理和功能，激發同學們對水下聲學設備的興趣，激勵其更好的學習專業知識。同時該系統還能夠與機械控制系統配合工作，這樣可以測量一些運動情況下的聲學特新。
作品名稱：水下聲學信息處理綜合實驗設備
學?；騿挝唬航K科技大學
