基于FPGA的多通道高速声纳波束形成系统

本文提出了一种用FPGA实现多通道高速声纳数字波束形成的方法。在模拟部分和数字部分分别利用时分复用的方法：模拟声信号采样用采样保持和多路复用的方式，节省了ADC的数量；数字部分用96个乘法器实现了48路A／D数据实虚部的一级32阶抽取滤波和二级160阶抽取滤波。FPGA在数据处理过程中，根据算法对数据精度的要求不同，设定数据位数，保证实时性的前提下减少了硬件开销，并且将流水处理和并行处理相结合，减少了处理时间。该系统工作在80MHz，可在同一时刻以1．875度的角度分辨率扫描60度。在信噪比0dB的条件下，3dB带宽达到2．1610度，旁瓣电平低于-16．20dB。通过水池和湖泊工程测试，取得了良好的效果，验证了系统技术路线的可行性和稳定性。