传统声纳主要以对远程目标的距离和方位进行探测为主，常常把目标看成是点目标。因而接收基阵大多在一个方向上形成固定波束，受此限制，其仅在一个方向(水平或垂直) 上形成分辨率。随着水下智能机器人(AUV)技术的发展，对探测系统的功能要求越来越高，需要它对物体进行细微的形状分辨，因而探测和识别的任务日显迫切。水下高频二维声成像声纳通过获取水下目标的二维声信息，并在此基础上对目标进行二维声成像，实现对探测目标的二维识别和分类，而对于静止目标还能通过信息重构形成目标的三维图像，从而完成声视觉的任务。 本论文对二维成像声纳水下接收与处理单元的硬件系统的设计和实现进行了研究。由于声纳系统工作在高频率，并且具有高分辨率和128个接收通道，所以水下单元的设计不仅要能够对接收的声信号进行高速采集、存储、处理和传输，而且还要具有低功耗的性能。同时，为了增加系统的稳定性和可维护性，采用了模块化的设计思想。本论文主要研究内容为： 1．模拟信号处理模块的设计和实现。首先从水声信道的特点出发，通过设计模拟信号处理子系统，滤除接收弱信号中的各种干扰和噪声，提取出有用的声信息，同时给予一定的放大，使输出信号达到A／D转换的电平要求，并通过合理的设计保证了各路间相位一致性的要求。其次进行了系统电源模块的设计与实现，为整个系统提供了稳定可靠的电源供应。 2．数字信号处理模块的设计和实现。由于系统采用数字声纳方案，所以设计了采集与存储子系统完成模拟信号的采集并进行存储，设计了数字信号处理子系统完成数字信号的处理。 3．系统控制模块的设计和实现。分别设计了控制子系统和数字信号处理子系统，控制子系统根据水上单元传送的命令配置参数后，就控制数字信号处理模块开始对接收的声信号进行A／D转换，把模拟信哈尔滨工程大学硕士学位论文 号转换成数字信号并存储在存储器当中，实现数据的高速采集存储 和处理，完成处理后，处理结果还要上传系统控制模块继续处理， 后处理结束后，再通过串行传输器件7B923把结果高速上传水上单 元，提高了系统的实时性。所有这些工作都是在控制子系统的控制 下完成的。4一进行了实验室系统联调试验，通过三个单项试验分别对声纳的模拟 信号处理模块，数字信号处理模块和系统控制模块进行了调试，证 明了水下接收系统工作稳定、可靠，达到了系统的设计要求。最后 进行了水池成像实验，证明系统开发成功。关键词:二维声成像;高速采集;高分辨率:声图像f