[發(fā)明專利]具有寬帶、超寬覆蓋性能的平面型聲基陣

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910153742.7
• 申請(qǐng)日: 2009-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN101718869A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏鐵堅(jiān);郝浩琦;杜紀(jì)新;周利生;何濤;唐良雨;謝民;郭建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所
• 主分類號(hào): G01S7/521
• 分類號(hào): G01S7/521
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種海洋聲學(xué)測(cè)量?jī)x器的水下聲學(xué)傳感器裝置，主要是一種具有寬帶、超寬 覆蓋性能的平面型聲基陣。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們通過空間遙測(cè)技術(shù)獲得了陸地部分較為精細(xì)的地形，并 居此指導(dǎo)人們改造自然，開發(fā)各種陸路資源，為人類社會(huì)發(fā)展服務(wù)。但我們對(duì)約占地球表面 71％的海底地形的了解卻遠(yuǎn)未達(dá)到人們期望的程度。究其原因是測(cè)量對(duì)象被浩瀚的海洋阻隔， 而穿透海洋獲取海底信息需要借助地形探測(cè)設(shè)備。

國(guó)外從上世紀(jì)中期就開始研制水下地形探測(cè)設(shè)備，經(jīng)過幾使年的發(fā)展，從開始的單波束 測(cè)深儀發(fā)展到后面的多波束測(cè)深聲納；多波束測(cè)深聲納又發(fā)展成淺水、中等水和深水多波束 測(cè)深聲納的系列化產(chǎn)品。

深水多波束測(cè)深系統(tǒng)是當(dāng)今前沿的海洋高技術(shù)設(shè)備，是當(dāng)代聲學(xué)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、 電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)等高科技最新成就的集成。深水多波束測(cè)深系統(tǒng)在20世紀(jì)80 年代初首先由美國(guó)SEABEAM公司研發(fā)成功，投入到海洋調(diào)查中。由于其具有重大的科學(xué)、商 業(yè)和軍事價(jià)值，西方發(fā)達(dá)國(guó)家一些聲學(xué)設(shè)備制造廠商紛紛開展這方面的研究，如德國(guó)ATLAS 公司、挪威SIMRAD公司以及法國(guó)THOMSON公司等。

進(jìn)入21世紀(jì)，在巨大的商機(jī)引導(dǎo)下，一些中等或新成長(zhǎng)起來的聲學(xué)設(shè)備制造廠家也加入 到了這一行列，如德國(guó)ELAC公司和丹麥RESON公司。ELAC公司通過收購(gòu)SEABEAM公司，將 SEABEAM的換能器技術(shù)結(jié)合ELAC的信號(hào)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)開發(fā)了ELACSEABEAM3000系統(tǒng)。RESON 公司開發(fā)了12k?Hz的SeaBat?8150系統(tǒng)。

多波束測(cè)深技術(shù)通過近30年發(fā)展，按其技術(shù)水平可劃分為四代產(chǎn)品：

第一代產(chǎn)品：以SEABEAM?1000系列為代表，這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是波束數(shù)少、掃幅寬度僅 60°，集成度低，水深數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)處理。

第二代產(chǎn)品：以SEABEAM?2000系列、ATLAS?HYDROSWEEP和SIMRAD?EM?12為代表。這類 產(chǎn)品的特點(diǎn)是采用了大規(guī)模集成電路和DSP技術(shù)，波束數(shù)較多，達(dá)到121個(gè)，波束角寬2°， 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)和后處理軟件成熟。

第三代產(chǎn)品：以SIMRAD?EM?120和RESON?SeaBat?8150深水多波束測(cè)深系統(tǒng)為代表。其 特點(diǎn)是采用了超大規(guī)模集成電路和速度更快的DSP板，橫向覆蓋范圍為20km左右，工作深度 20～11000m，波束數(shù)達(dá)到191個(gè)或更多，波束角寬0.5°-1°，實(shí)現(xiàn)全姿態(tài)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí) 和后處理軟件更加成熟。

第四代產(chǎn)品：近一、二年剛出現(xiàn)的SIMRAD?EM?122深水多波束測(cè)深系統(tǒng)和EM710被稱為 第四代產(chǎn)品，采用寬帶技術(shù)、近場(chǎng)自動(dòng)聚焦和水體顯示等技術(shù)，提高了聲納性能，波束數(shù)更 多，測(cè)深點(diǎn)更密，集成度也更高。SIMRAD公司最新研發(fā)的EM122系統(tǒng)采用寬帶技術(shù)，標(biāo)稱指 標(biāo)覆蓋寬度最大37km，單次發(fā)射形成兩行共576個(gè)波束，可加密至864個(gè)測(cè)深點(diǎn)，波束角寬 最小可達(dá)0.5°×1°，該系統(tǒng)目前正在推廣階段。

從上述幾代產(chǎn)品的發(fā)展中可以看出，多波束測(cè)深聲納的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)主要包括：聲納波 束橫向垂直于航跡方向覆蓋范圍、沿著航跡方向的波束角寬度、寬帶技術(shù)和電子線路的集成 度。