CN102636786A - 一种基于参量阵的水下埋藏物探测声纳 - Google Patents

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黄彦鑫
冉晓东
舒旭
吴新龙
万晓伟
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Abstract

一种用于水下埋藏物探测的定向声波探测器，属于探测设备的水下声纳技术领域，包括：控制主机及显示器、D类功率放大器，信号处理主机和换能器阵列。控制器协调各部件同步工作，控制发生的声信号的脉宽、频率，输出控制指令给信号处理主机；信号处理主机根据控制指令产生信号给D类功放；D类功率放大器与宽带换能器连接，该换能器提供足够的电功率驱动；宽带换能器将由D类功率放大器提供的电功率转换成声功率并发射出去。被探测物反射的回波由换能器接收并将回波信号送至信号处理主机，信号处理主机对回波信号分类识别，将检测结果送至控制主机显示。

Description

一种基于参量阵的水下埋藏物探测声纳
技术领域
本发明涉及水下声纳探测设备，特别是涉及一种采用参量阵技术的水下埋藏物探测声纳。
背景技术
鉴于水下埋藏物探测的需求，目前存在探测精度不足，范围小，效率低等问题。我公司自主研发的“定向声波河床埋藏物探测器”，是基于参量阵原理，通过相控换能器阵列发射具有高能量高指向性的声波束并对回波信号进行分析处理，实现探测的功能，能够大范围高精度探测河床埋藏物。解决了目前存在的问题，达到预期效果。
传统声学探测主要是采用线性调频声纳技术，它由于有重复性好、频带宽、所能载的信息量大等优点而得以迅速发展。由于受线性调频工作机制的限制，它的换能器做的很大，安装使用不方便，波束开角大，容易受风浪的影响，加上为了达到足够的带宽必须对换能器的频响进行软补偿，从而影响了识别的准确性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的探测精度不足，范围小，效率低等问题，通过参量阵原理及相控换能器阵列解决了目前存在的问题，达到预期效果。
为达上述目的，本发明提供一种参量阵声纳，该装置至少包括：控制主机及显示器、D类功率放大器，信号处理主机和换能器阵列；所述控制主机与显示器为一体，包括控制软件及与下位机的接口；所述的D类功率放大器包括H桥放大电路及与换能器的匹配电路；所述信号处理主机包括参量阵信号处理及回波信号处理两部分；所述换能器阵列包括水密线缆以及9个圆形排布的阵元；
在本发明中，本发明公开了一种用于水下埋藏物体探测的方法，主要包括下列步骤：a.将发射换能器安装在待探测区域的探测平台比如船上；b.控制主机发射相控的参量声波进行探测；c.换能器接收回波；d.将回波信号送至信号处理模块进行处理分析；e.将处理结果送至控制主机的显示器显示。本发明还公开了实现本方法的一种***，具有定位简便、快捷的特点。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明有别于传统的水下探测设备，可以有效提高探测精度及效率。
附图说明
图1示出了***框架；
图2示出了D类功放；
具体实施方式
下面通过附图和具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1示出了***信号处理框架。它包括了：根据控制信号的参量阵信号的形成，根据控制信号的相控阵信号的形成，回波信号的去噪提取，探测物体的分类识别。
图2示出了D类功放。它包括了：用于功率放大的H桥电路1，用于滤波及匹配的匹配网络2。
在水下埋藏物探测工作中使用该设备可以很好的达到探测目的。

Claims (6)

1.一种用于水下埋藏物探测的声纳***，其特征在于，该***包括用于控制的主机及显示器、D类功率放大器，还包括信号处理主机和换能器阵列，其中所述的控制器协调各部件同步工作，控制发生的声信号的脉宽、频率，输出控制指令给信号处理主机；信号处理主机根据控制指令产生信号给D类功放；D类功率放大器与宽带换能器连接，该换能器提供足够的电功率驱动；宽带换能器将由D类功率放大器提供的电功率转换成声功率并发射出去。本发明具有结构简单、体积小、功耗少、效率高的优点，可用于参量阵声纳设备。
2.根据权利要求1所述的控制主机，其特征在于，所述的控制主机包括：人机交互界面用于输入控制指令；显示器用于输出探测结果。
3.根据权利要求1所述的D类功放，其特征在于包括了针对换能器设计的匹配网络，满足大功率应用的要求。
4.根据权利要求1所述的信号处理主机，其特征在于采用了参量阵信号处理技术，能够利用发射的超声波解调出低频探测声波。
5.根据权利要求1所述的信号处理主机，其特征在于采用了相控阵技术，能够通过控制不同阵元的发射相位来实现波束的偏转。
6.根据权利要求1所述的换能器阵列，其特征在于，阵列的布局经过优化能够产生高指向性的波束。
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