基于波束形成的超聲測(cè)距系統(tǒng)的研究.pdf

1、超聲波因?yàn)榫哂兄赶蛐院?，衰減慢，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在距離測(cè)量、物體的識(shí)別和醫(yī)學(xué)檢測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
　　本文根據(jù)波束形成的基本原理，設(shè)計(jì)完成了多波束超聲測(cè)距系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)控制波束角度測(cè)量前方不同角度的目標(biāo)距離，具有簡(jiǎn)單方便，角度轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn)。
　　系統(tǒng)由十個(gè)超聲探頭組成發(fā)射和接收陣列，利用FPGA控制超聲探頭按照一定的時(shí)延發(fā)射和接收聲波，形成在預(yù)定方向上的指向性波束。為擴(kuò)展掃描角度，系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了相匹配的陣元數(shù)

2、和陣元間距來(lái)減少旁瓣干擾，使系統(tǒng)的掃描角度范圍達(dá)到-20°~20°。
　　本文設(shè)計(jì)并完成了系統(tǒng)的發(fā)射和接收電路，包括發(fā)射驅(qū)動(dòng)、前置放大、帶通濾波和AD采集等。通過(guò)軟件編程，使系統(tǒng)能夠發(fā)射-20°~20°角度范圍內(nèi)的波束，并且能夠?qū)邮栈夭ㄟM(jìn)行波束形成處理。系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了單獨(dú)的SDRAM控制系統(tǒng)，通過(guò)FPGA的控制，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SDRAM中，并通過(guò)串口傳輸給PC機(jī)。對(duì)于接收到的回波數(shù)據(jù)，通過(guò)WMT（Weighted Mean Tim