[發明專利]一種水聽器線序反接故障檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201310701322.4
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN104730512A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 衛翀華
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01S7/52
• 分類號: G01S7/52
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

技術領域

本發明屬于聲納應用領域，特別涉及一種水聽器線序反接故障檢測方法及系統。

背景技術

在聲納應用領域中，水聽器是構成聲納陣列的核心單元，其狀態的好壞直接影響聲納陣列的性能。在水聽器的故障現象中，有一種故障為水聽器線序反接，在這種故障現象中水聽器信號正常，通過示波器、信號頻率等分析手段無法分析出故障存在，并且由于成陣后的水聽器信號，環境噪聲比較大，通過觀察信號相位的方法也很難判定線序是否相反，而線序反接對陣列信號處理影響很大，它會造成檢測閾降低，作用距離減少，目標方位錯誤，目標跟蹤錯誤等結果。由于成陣過程需要進行多次不同模塊、不同纜之間的連接，以及成陣后檢修、維護、維修等過程中也需要多次進行連接操作，線序反接這種故障是比較容易出現的，目前對這種故障的檢測方法還未見有公開發表的方法及論文有所討論。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于檢測水聽器線序反接故障的方法。它利用獲取的水聽器信號，經過寬帶波束形成處理之后，對得到的結果進行分析，如果出現特有的分裂波束及峰值降低現象，即可判定是線序反接。該方法可以在實驗過程中進行，無需專門設備，可以解決水聽器線序反接的檢測難題。

為了實現上述目的，本發明提供了一種水聽器線序反接故障檢測方法，所述方法包含：

步驟101）將采集到的水聽器信號進行波束形成處理；

步驟102）對波束形成的結果進行分析，如果波束形成的結果中同時存在分裂波束和峰值降低，則判定存在水聽器線序反接；否則，不存在水聽器線序反接。

上述步驟101）進一步包含：

步驟101-1）存在目標時，記錄并存儲一段水聽器數據；

步驟101-2）采集水聽器數據；

步驟101-2）將采集的水聽器數據進行分組處理，然后對各組數據分別進行波束形成。

上述步驟102）進一步包含：

步驟102-1）基于波束形成結果進行時間方位歷程顯示，得到時間方位歷程圖；

步驟102-2）判斷時間方位歷程圖中是否存在分裂波束，如果存在則進入步驟102-3）；否則，得出水聽器線序反接故障不存在；

步驟102-3）查找各組波束形成的結果的峰值的方位和大小；

步驟102-4）確定標準峰值的方位和大小，其中，所述標準峰值為：各組水聽器波束形成結果的峰值中的最大值；

步驟102-5）當各組波束形成的結果的峰值的方位和大小與標準峰值的方位和大小的差異大于20%，則得出存在水聽器線序反接故障；否則不存在水聽器線序反接故障。

此外，本發明還提供了一種水聽器線序反接故障檢測系統，所述系統包含：

波束形成模塊，用于將采集到的水聽器信號進行寬帶波束形成處理；

故障檢測模塊，用于對波束形成的結果進行分析，如果波束形成的結果中同時存在分裂波束和峰值降低，則判定是線序反接；否則，不存在線序反接故障。

上述波束形成模塊進一步包含：

存儲子模塊，用于當存在目標時，記錄并存儲一段水聽器數據；采集子模塊，用于采集水聽器數據；處理子模塊，用于將采集的水聽器數據進行分組處理，然后對各組數據分別進行波束形成，其中，將4個水聽器分為一組。

上述故障檢測模塊進一步包含：

時間方位歷程圖獲取子模塊，用于基于波束形成結果進行時間方位歷程顯示，得到時間方位歷程圖；

第一判決子模塊，用于判斷時間方位歷程圖中是否存在分裂波束，如果存在則啟動峰值信息獲取子模塊；否則，得出水聽器線序反接故障不存在；

峰值信息獲取子模塊，用于查找各組波束形成的結果的峰值的方位和大小；

標準峰值信息獲取子模塊，用于確定標準峰值的方位和大小，其中，所述標準峰值為：各組水聽器波束形成結果的峰值中的最大值；

第二判決子模塊，用于當各組波束形成的結果的峰值的方位和大小與標準峰值的方位和大小存在差異是否大于20%，并且同時存在分裂波束現象，如果大于百分之二十且存在分裂波束現象則認為存在水聽器線序反接故障；否則不存在水聽器線序反接故障。

本發明以常規波束形成方法為主，具體步驟如下：

（1）存在目標時，記錄一段水聽器數據；

（2）對步驟（1）中的水聽器數據，以4個為一組，利用常規頻域或時域的波束形成方法，進行波束形成計算；

(3)對步驟（2）中得到的波束形成結果做出時間方位歷程顯示，給出時間方位歷程圖，觀察其中是否有分裂波束現象；