随着人们对海洋开发投入的增加,基于矢量水听器阵列的目标探测系统的研究受到了越来越多的重视。信号预处理分机作为目标探测系统的重要组成部分,承担着信号调理、采集、缓存以及数据传输等重要工作。隐身及减振降噪技术的发展,对目标探测系统的预处理分机提出了更高的要求。本文设计并实现了矢量阵目标探测系统信号预处理分机,主要采用FPGA及Nios Ⅱ处理器来完成全部工作。本论文完成了矢量阵目标探测系统信号预处理分机硬件设计与软件调试。首先,根据系统设计提出的需求,按照其功能与任务的差异,本文模块化地对硬件进行了设计,包括芯片选型、电路原理图的设计,PCB的设计。硬件主要包括信号调理电路、网络供电电路、数据采集电路和以太网接口电路。其次,在FPGA平台上搭载了以Nios Ⅱ及外围接口为核心的片上系统,实现了TSE_MAC+PHY架构的网络数据传输模块,基于Avalon总线规范添加了自定义FIFO与RAM,对电源电路、AD采集时序、数据缓存时序以及以太网接口模块进行了调试随后,编写了数据缓存的管理逻辑与以太网数据传输的程序。本设计通过FPGA实现AD芯片的控制逻辑,对13路信号进行实时采样与缓存,利用Nios Ⅱ处理器对缓存的数据进行传输,最终传输至上位机的硬盘,以文件的形式保存。最后,本文对预处理平台进行了测试与验证,包括AD采样的测试,数据接收存储的测试、以太网的联合测试、罗经数据传输的测试和湖上实验。在文章的结尾,总结设计的经验与不足,明确了改进的方向,为更好地发挥矢量阵目标探测系统的效能做出准备。