CN211856889U - 主被动声纳拖曳线列阵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种水声信号探测装置，包括拖缆、拖头、转接段、前隔振段、主动发射阵段、主动接收阵段、被动接收阵段、后隔振段和尾绳。本实用新型的主被动声纳拖曳线列阵装置中主动发射阵段的装配使得设备可以根据不同工作的需要，调整声纳波形数据，使设备可以广泛应用于海洋资源探测，水中目标识别、跟踪、探测。主动接收阵段使得设备可以很好的降低海洋洋流等环境噪声对声纳探测精度的影响。将发射机设计安装到水下，发射机与船体分离，与被动接收阵段一体化设计，使得设备能够适用于不同船体装配使用，设备的探测距离进一步增大，对船体的干扰得到降低，有效的提高了设备的实用性。

Description

主被动声纳拖曳线列阵装置

技术领域

本实用新型涉及船舶工程技术领域，具体地，涉及一种主被动声纳拖曳线列阵装置。

背景技术

声呐全称为声音导航与测距，是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。它有主动式和被动式两种类型，声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。

拖曳线列阵声呐也称“拖曳阵声呐”，它是将水听器镶嵌在电缆上形成线列阵，由拖曳电缆拖在舰艇尾后水中探测目标的声呐，主要用于听测潜艇辐射噪声，进行远程监视、测向和识别，有的也可用于测距，一般由线列基阵、拖曳电缆、收放装置和绞盘、电子机柜等组成。目前，常规拖曳线列阵装置的结构有三种：

模拟拖曳线列阵，由拖缆接头、隔振段、声阵段(包含前置放大器)、隔振段、尾部稳定装置组成。水听器信号经放大后以模拟信号形式通过拖缆传送至母船上，由母船上的设备完成A/D变换；非声传感器信号也通过拖缆单独传送至母船上。这种拖曳线列阵的优点是结构简单，其缺点是：信号传输过程中引入的干扰增大，非声传感器数量有限，并且拖缆的复杂性增加，难以应用于大中型拖曳线列阵。

数字传输被动拖曳线列阵，由拖缆接头、隔振段、数字段、声阵段(包含前置放大器)、隔振段、尾部稳定装置组成。所有水听器信号在数字段完成A/D变换，经编码后通过拖缆传送至母船上；非声传感器信号通过拖缆单独传送至母船上。这种拖曳线列阵与模拟拖曳线列阵相比，减小了拖缆传输所引入的干扰，降低了拖缆的复杂性，其缺点是：随着水听器数目增多，不但增大了水听器信号在声阵段中传输的干扰，而且增加了装配布线的复杂度，同样限制了非声传感器的数量，对于大中型线列阵的应用，仍存在较大的不利因素。

数字传输主被动拖曳线列阵，现有的数字传输主被动拖曳线列阵主要由：平面发射阵和数字传输被动拖曳线列阵组合而成的。平面发射阵安装在船体上，需要对船体开窗，对船体破坏性比较大，对船的结构性要求高，由于发射阵放在船体上，发射分机与船体相互的干扰比较大，由于距离线列阵距离比较远，发射强度相对比较弱，探测距离也相应的较短。

专利文献CN104047994B公开了一种用于拖曳式线列阵的配重装置及拖曳式线列阵，包含：截面为半圆环的第一半柱体配重块和第二半柱体配重块、搭扣式锁紧机构、第一铰链；所述第一半柱体配重块和第二半柱体配重块的一个接触面通过第一铰链相连，当所述第一半柱体配重块和第二半柱体配重块张角为零时两个配重块相互配合形成中空的柱体，当所述第一半柱体配重块和第二半柱体配重块张开成一定角度时用于向上述柱体的中空部分放置拖缆；所述搭扣式锁紧机构用于将张角为零时的第一半柱体配重块和第二半柱体配重块夹紧在所述中空部分放置的拖缆；其中，所述第一半柱体配重块和第二半柱体配重块的柱体端部还设置有第一锥形导流段。但该设计仍然不能解决现有技术的不足，结构不合理。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种主被动声纳拖曳线列阵装置。

根据本实用新型提供的一种主被动声纳拖曳线列阵装置，包括拖缆、转接段、前隔振段、主动发射阵段、主动接收阵段、被动接收阵段以及后隔振段；

所述转接段、前隔振段、主动发射阵段、主动接收阵段、被动接收阵段、后隔振段依次连接；

所述拖缆安装在转接段上。

优选地，所述转接段包括控制模块、电源模块、传感器模块；

所述电源模块分别与控制模块、传感器模块电连接；

所述转接段上设置有拖头，所述拖缆靠近转接段的一端安装在拖头上；

所述拖缆为光电混合拖缆；

所述拖头为光电混合型连接器。

优选地，所述主动发射阵段包括前发射电子段、发射声阵段以及后发射电子段；

所述前发射电子段、发射声阵段、后发射电子段依次连接；

所述前发射电子段、后发射电子段的安装位置能够互换。

优选地，所述主动接收阵段包括主动接收声学部分、光电混合连接器以及主动接收电子部分；

所述主动接收声学部分通过光电混合连接器与主动接收电子部分连接；

所述主动接收声学部分包括多个四元组水听器模块以及多个横摇传感器。

优选地，还包括尾绳，所述尾绳安装在后隔振段上。

优选地，还包括显控台；

所述主动接收电子部分包括电源模块、传输模块、传感器采集模块、航向传感器模块、压力传感器模块以及高频模块；

所述电源模块分别与传输模块、传感器采集模块、航向传感器模块、压力传感器模块、高频模块电连接；

所述传输模块分别与传感器采集模块、航向传感器模块、压力传感器模、显控台电连接。

优选地，所述被动接收阵段包括数字段、被动接收低频段以及被动接收高频段；

所述被动接收低频段、被动接收高频段分别包括多个依次布置的水听器；

所述被动接收高频段中的水听器的尺寸小于相对应的被动接收低频段中水听器的尺寸；

所述数字段分别与被动接收低频段、被动接收高频段电连接；

所述被动接收低频段安装在数字段和被动接收高频段之间；

所述被动接收低频段分别与数字段、被动接收高频段通过光电混合连接器连接。

优选地，还包括上位机；

所述数字段分别与被动接收低频段、被动接收高频段、上位机电连接；

所述上位机通过拖缆连接线列阵；

所述上位机上设置有显示装置。

优选地，所述被动接收低频段包括传感器模块、后置放大模块、采集传输模块、模拟电源模块以及数字电源模块；

所述模拟电源模块分别与传感器模块、后置放大模块、采集传输模块、数字电源模块电连接。

根据本实用新型提供的一种主被动声纳拖曳线列阵装置，包括拖缆、转接段、前隔振段、主动发射阵段、主动接收阵段、被动接收阵段以及后隔振段；

所述转接段、前隔振段、主动发射阵段、主动接收阵段、被动接收阵段、后隔振段依次连接；

所述拖缆安装在转接段上；

所述转接段包括控制模块、电源模块、传感器模块；

所述电源模块分别与控制模块、传感器模块电连接；

所述转接段上设置有拖头，所述拖缆靠近转接段的一端安装在拖头上；

所述拖缆为光电混合拖缆；

所述拖头为光电混合型连接器；

所述主动发射阵段包括前发射电子段、发射声阵段以及后发射电子段；

所述前发射电子段、发射声阵段、后发射电子段依次连接；

所述前发射电子段、后发射电子段的安装位置能够互换；

所述主动接收阵段包括主动接收声学部分、光电混合连接器以及主动接收电子部分；

所述主动接收声学部分通过光电混合连接器与主动接收电子部分连接；

所述主动接收声学部分包括多个四元组水听器模块以及多个横摇传感器；

还包括尾绳，所述尾绳安装在后隔振段上；

还包括显控台；

所述主动接收电子部分包括电源模块、传输模块、传感器采集模块、航向传感器模块、压力传感器模块以及高频模块；

所述电源模块分别与传输模块、传感器采集模块、航向传感器模块、压力传感器模块、高频模块电连接；

所述传输模块分别与传感器采集模块、航向传感器模块、压力传感器模、显控台电连接；

所述被动接收阵段包括数字段、被动接收低频段以及被动接收高频段；

所述被动接收低频段、被动接收高频段分别包括多个依次布置的水听器；

所述被动接收高频段中的水听器的尺寸小于相对应的被动接收低频段中水听器的尺寸；

所述数字段分别与被动接收低频段、被动接收高频段电连接；

所述被动接收低频段安装在数字段和被动接收高频段之间；

所述被动接收低频段分别与数字段、被动接收高频段通过光电混合连接器连接；

还包括上位机；

所述数字段分别与被动接收低频段、被动接收高频段、上位机电连接；

所述上位机通过拖缆连接线列阵；

所述上位机上设置有显示装置；

所述被动接收低频段包括传感器模块、后置放大模块、采集传输模块、模拟电源模块以及数字电源模块；

所述模拟电源模块分别与传感器模块、后置放大模块、采集传输模块、数字电源模块电连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型的主被动声纳拖曳线列阵装置，将发射机设计安装到水下，发射机与船体分离，与被动接收阵段一体化设计，使得设备能够适用于不同船体上安装使用，增大了设备的使用范围，同时，设备的探测距离进一步增大，极大降低了对船体的干扰。

2、本实用新型减少了水听器信号在线列阵中传输的干扰，适用于大中型线列阵的应用，实用性强。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为转接段结构框图；

图3为主动发射阵段的结构框图；

图4为主动接收阵段的结构框图；

图5为被动接收阵段的结构框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

根据本实用新型提供的一种主被动声纳拖曳线列阵装置，如图1所示，包括拖缆、转接段、前隔振段、主动发射阵段、主动接收阵段、被动接收阵段以及后隔振段；所述转接段、前隔振段、主动发射阵段、主动接收阵段、被动接收阵段、后隔振段依次连接；所述拖缆安装在转接段上；具体地，还包括尾绳，所述尾绳安装在后隔振段上。本实用新型将发射机设计安装到水下，发射机与船体分离，与被动接收阵段一体化设计，使得设备在不同船体上的适装性较好，设备的探测距离进一步增大，对船体的干扰得到降低，提高了设备的检测性能，实用性强。

具体地，如图2所示，所述转接段包括控制模块、电源模块、传感器模块；所述电源模块分别与控制模块、传感器模块电连接，所述电源模块分别给控制模块、传感器模块供电，所述转接段上设置有拖头，所述拖缆靠近转接段的一端安装在拖头上。

具体地，如图3所示，所述主动发射阵段包括前发射电子段、发射声阵段以及后发射电子段；所述前发射电子段、发射声阵段、后发射电子段依次连接；所述前发射电子段、后发射电子段的安装位置能够互换，便于维修；主动发射阵段的装配使得设备可以根据不同工作的需要，调整声纳波形数据，使得设备可以广泛应用于海洋资源探测，水中目标识别、跟踪、探测。

具体地，如图4所示，所述主动接收阵段包括主动接收声学部分、光电混合连接器以及主动接收电子部分；所述主动接收声学部分通过光电混合连接器与主动接收电子部分连接；所述主动接收声学部分包括多个四元组水听器模块以及多个横摇传感器。四元组水听器模块是将水声信号转换为电信号，横摇传感器对线列阵的横滚状态进行监测。两者之间没有连接关系，只是按照一定比例排布在线列阵中；主动接收声学部分主要起到接收水声信号，主动接收电子部分对水声信号进行滤波、放大、传输作用，主动接收声学部分和主动接收电子部分使用光电混合连接器连接；主动接收阵段使得设备可以很好的降低海洋流等环境噪声对声纳探测精度的影响，提高了装置的探测精度。

具体地，还包括显控台；所述主动接收电子部分包括电源模块、传输模块、传感器采集模块、航向传感器模块、压力传感器模块以及高频模块；所述电源模块分别与传输模块、传感器采集模块、航向传感器模块、压力传感器模块、高频模块电连接；所述航向传感器模块检测集线列阵方向信息；所述压力传感器模块监测水压从而获得线列阵的深度信息；所述传输模块将传感器采集模块、航向传感器模块、压力传感器模采集上传的数据统一打包上传给显控台。传输模块将所有采集到的水声电信号及各个传感器采集模块上传的数据统一打包上传给显控台。航向传感器模块对线列阵方向进行监测，压力传感器模块对水压进行监测进而获得线列阵在水里的深度信息。

具体地，如图5所示，所述被动接收阵段包括数字段、被动接收低频段以及被动接收高频段；所述被动接收低频段、被动接收高频段分别包括多个依次布置的水听器；所述被动接收低频段、被动接收高频段分别包括多个按照一定尺寸排布的水听器；所述被动接收高频段中的水听器的尺寸小于相对应的被动接收低频段中水听器的尺寸；所述数字段能够对被动接收低频段、被动接收高频段中的水听器转换的水声电信号进行滤波、放大、采集以及传输；所述被动接收低频段安装在数字段和被动接收高频段之间；所述被动接收低频段分别与数字段、被动接收高频段通过光电混合连接器连接。本实用新型减少了水听器信号在线列阵中传输的干扰，适用于大中型线列阵的应用，实用性强。

进一步地，水听器将水声信号转换为电信号，多个水听器若想对一定波长的水声信号进行方位识别，需要将水听器等间隔排布，排布的间隔、尺寸距离要与水声信号的波长相关。频率越高的水声信号，其波长越短，水听器的间隔就相应的越小。

具体地，还包括上位机；通过所述数字段控制被动接收低频段、被动接收高频段同步采样、接收数字编码信号并通过光纤输出至上位机；所述上位机通过拖缆连接线列阵；所述上位机接收并处理线列阵上传的数字数据并通过上位机上设置的显示装置进行显示。上位机是接收线列阵上传的数字数据并处理显示的作用。

具体地，所述拖缆采用光电混合拖缆；所述拖头为光电混合型连接器，用来连接拖缆和线列阵。

具体地，所述被动接收低频段包括传感器模块、后置放大模块、采集传输模块、模拟电源模块以及数字电源模块；所述模拟电源模块分别与传感器模块、后置放大模块、采集传输模块、数字电源模块电连接；所述传感器模块能够监测线列阵的横滚状态、拖动方向；所述后置放大模块对水听器转换的电信号进行滤波放大处理；所述采集传输模块将传感器模块监测到的数据以及水听器转换的水声电信号进行采集传输。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种主被动声纳拖曳线列阵装置，其特征在于，包括拖缆、转接段、前隔振段、主动发射阵段、主动接收阵段、被动接收阵段以及后隔振段；

所述转接段、前隔振段、主动发射阵段、主动接收阵段、被动接收阵段、后隔振段依次连接；

所述拖缆安装在转接段上。

2.根据权利要求1所述的主被动声纳拖曳线列阵装置，其特征在于，所述转接段包括控制模块、电源模块、传感器模块；

所述电源模块分别与控制模块、传感器模块电连接；

所述转接段上设置有拖头，所述拖缆靠近转接段的一端安装在拖头上；

所述拖缆为光电混合拖缆；

所述拖头为光电混合型连接器。

3.根据权利要求1所述的主被动声纳拖曳线列阵装置，其特征在于，所述主动发射阵段包括前发射电子段、发射声阵段以及后发射电子段；

所述前发射电子段、发射声阵段、后发射电子段依次连接；

所述前发射电子段、后发射电子段的安装位置能够互换。

4.根据权利要求1所述的主被动声纳拖曳线列阵装置，其特征在于，所述主动接收阵段包括主动接收声学部分、光电混合连接器以及主动接收电子部分；

所述主动接收声学部分通过光电混合连接器与主动接收电子部分连接；

所述主动接收声学部分包括多个四元组水听器模块以及多个横摇传感器。

5.根据权利要求1所述的主被动声纳拖曳线列阵装置，其特征在于，还包括尾绳，所述尾绳安装在后隔振段上。

6.根据权利要求4所述的主被动声纳拖曳线列阵装置，其特征在于，还包括显控台；

所述主动接收电子部分包括电源模块、传输模块、传感器采集模块、航向传感器模块、压力传感器模块以及高频模块；

所述电源模块分别与传输模块、传感器采集模块、航向传感器模块、压力传感器模块、高频模块电连接；

所述传输模块分别与传感器采集模块、航向传感器模块、压力传感器模、显控台电连接。

7.根据权利要求1所述的主被动声纳拖曳线列阵装置，其特征在于，所述被动接收阵段包括数字段、被动接收低频段以及被动接收高频段；

所述被动接收低频段、被动接收高频段分别包括多个依次布置的水听器；

所述被动接收高频段中的水听器的尺寸小于相对应的被动接收低频段中水听器的尺寸；

所述数字段分别与被动接收低频段、被动接收高频段电连接；

所述被动接收低频段安装在数字段和被动接收高频段之间；

所述被动接收低频段分别与数字段、被动接收高频段通过光电混合连接器连接。

8.根据权利要求7所述的主被动声纳拖曳线列阵装置，其特征在于，还包括上位机；

所述数字段分别与被动接收低频段、被动接收高频段、上位机电连接；

所述上位机通过拖缆连接线列阵；

所述上位机上设置有显示装置。

9.根据权利要求7所述的主被动声纳拖曳线列阵装置，其特征在于，所述被动接收低频段包括传感器模块、后置放大模块、采集传输模块、模拟电源模块以及数字电源模块；

所述模拟电源模块分别与传感器模块、后置放大模块、采集传输模块、数字电源模块电连接。

10.一种主被动声纳拖曳线列阵装置，其特征在于，包括拖缆、转接段、前隔振段、主动发射阵段、主动接收阵段、被动接收阵段以及后隔振段；

所述转接段、前隔振段、主动发射阵段、主动接收阵段、被动接收阵段、后隔振段依次连接；

所述拖缆安装在转接段上；

所述转接段包括控制模块、电源模块、传感器模块；

所述电源模块分别与控制模块、传感器模块电连接；

所述转接段上设置有拖头，所述拖缆靠近转接段的一端安装在拖头上；

所述拖缆为光电混合拖缆；

所述拖头为光电混合型连接器；

所述主动发射阵段包括前发射电子段、发射声阵段以及后发射电子段；

所述前发射电子段、发射声阵段、后发射电子段依次连接；

所述前发射电子段、后发射电子段的安装位置能够互换；

所述主动接收阵段包括主动接收声学部分、光电混合连接器以及主动接收电子部分；

所述主动接收声学部分通过光电混合连接器与主动接收电子部分连接；

所述主动接收声学部分包括多个四元组水听器模块以及多个横摇传感器；

还包括尾绳，所述尾绳安装在后隔振段上；

还包括显控台；

所述主动接收电子部分包括电源模块、传输模块、传感器采集模块、航向传感器模块、压力传感器模块以及高频模块；

所述电源模块分别与传输模块、传感器采集模块、航向传感器模块、压力传感器模块、高频模块电连接；

所述传输模块分别与传感器采集模块、航向传感器模块、压力传感器模、显控台电连接；

所述被动接收阵段包括数字段、被动接收低频段以及被动接收高频段；

所述被动接收低频段、被动接收高频段分别包括多个依次布置的水听器；

所述被动接收高频段中的水听器的尺寸小于相对应的被动接收低频段中水听器的尺寸；

所述数字段分别与被动接收低频段、被动接收高频段电连接；

所述被动接收低频段安装在数字段和被动接收高频段之间；

所述被动接收低频段分别与数字段、被动接收高频段通过光电混合连接器连接；

还包括上位机；

所述数字段分别与被动接收低频段、被动接收高频段、上位机电连接；

所述上位机通过拖缆连接线列阵；

所述上位机上设置有显示装置；

所述被动接收低频段包括传感器模块、后置放大模块、采集传输模块、模拟电源模块以及数字电源模块；

所述模拟电源模块分别与传感器模块、后置放大模块、采集传输模块、数字电源模块电连接。

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