[發明專利]一種全光纖拖曳陣

有效

• 申請號: 201611021392.5
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106646381B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 王學鋒;王海亮;于文鵬;李振;張海巖;郝良彬;鄭百超
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G01S5/30
• 分類號: G01S5/30
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明公開了一種全光纖拖曳陣，包括：拖曳端子、陣元、填充液、第三固定裝置、水密防護層、光纖環以及光纜；其中，光通過所述光纜后到達耦合器分成第一束光和第二束光兩束光，第一束光依次進入各陣元中的光纖水聽器探頭，第二束光依次進入各陣元中的光纖陀螺儀；待測目標發射聲信號，各陣元中的光纖水聽器探頭根據聲信號對與第一束光相對應光信號的作用探測到聲信號到達光纖水聽器探頭的時刻，各陣元中的光纖陀螺儀根據與第二束光相對應光信號輸出各陣元的位置信息，根據所述時刻、所述位置信息和聲波在水中的傳播速度得出待測目標的位置。本發明通過各陣元中的光纖陀螺儀能夠輸出光纖水聽器探頭的位置，從而提高了對待測目標位置的測量精度。

技術領域

本發明涉及光纖水聽器領域，尤其涉及一種全光纖拖曳陣。

背景技術

迄今為止，聲波仍然是在水中遠距離傳輸信息的最有效載體。光纖水聽器是基于光纖、光電子技術發展起來的一種新型水聲信號傳感器，它在軍事和民用領域都有重要應用，已成為新一代水聲探測裝備發展的重要方向。在軍事領域它是反潛聲納的核心部件；在民用領域，它可用作地震波探測、石油地震勘探、海洋漁群探測等。

現有技術中是將光纖水聽器直接放入水中，使得光纖水聽器的位置不能固定，使得測量待測目標的誤差變大，并且，不能直接傳輸光纖水聽器的位置，使得對光纖水聽器在水中的位置測量誤差較大，并且單個光纖水聽器測量的結果也不是很精確。

發明內容

本發明解決的技術問題是：相比于現有技術，提供了一種全光纖拖曳陣，提高了對待測目標位置的測量精度。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：一種全光纖拖曳陣，包括：拖曳端子、陣元、填充液、第三固定裝置、水密防護層、光纖環以及光纜；其中，所述拖曳端子與所述水密防護層相連接構成腔體；所述填充液填充于所述腔體；所述第三固定裝置沿水密防護層軸向設置于所述腔體內；所述陣元包括第一固定裝置、光纖水聽器探頭、光纖陀螺儀和第二固定裝置，其中，所述第一固定裝置與所述第三固定裝置相連接；所述光纖水聽器探頭與所述第一固定裝置相連接；所述光纖水聽器探頭與所述光纖陀螺儀相連接；所述光纖陀螺儀與所述第二固定裝置相連接；所述第二固定裝置與所述第三固定裝置相連接；所述陣元的數量為若干個，若干個所述陣元沿水密防護層軸向設置于所述腔體內，相鄰兩個陣元中的兩個光纖水聽器探頭通過第一光纖環相連接，相鄰兩個陣元中的兩個光纖陀螺儀通過第二光纖環相連接；所述光纜從拖曳端子進入所述腔體內并通過耦合器與靠近拖曳端子的陣元中的光纖水聽器探頭與光纖陀螺儀分別相連接；光通過所述光纜后到達耦合器分成第一束光和第二束光兩束光，第一束光依次進入各陣元中的光纖水聽器探頭，第二束光依次進入各陣元中的光纖陀螺儀，其中，除靠近拖曳端子的陣元外，進入其余各陣元中的光纖水聽器探頭的第一束光還需經過第一光纖環，進入其余各陣元中的光纖陀螺儀的第二束光還需經過第二光纖環；待測目標發射聲信號，各陣元中的光纖水聽器探頭根據聲信號對與第一束光相對應光信號的作用探測到聲信號到達光纖水聽器探頭的時刻，各陣元中的光纖陀螺儀根據與第二束光相對應光信號輸出各陣元的位置信息，根據所述時刻、所述位置信息和聲波在水中的傳播速度得出待測目標的位置。

上述全光纖拖曳陣中，根據所述時刻、所述位置信息和聲波在水中的傳播速度得出待測目標的位置為以下公式：

其中，t₁、t₂、t₃……t_N表示各陣元探測到聲信號的時間，(x,y,z)為待測目標的位置，(x_n,y_n,z_n)為第n個陣元的位置，n具體為1、2、3、4……N，R₁、R₂、R₃、R₄……R_N為待測目標到各陣元的距離，v為聲波在水中的傳播速度。

上述全光纖拖曳陣中，所述耦合器為2*2型雙入雙出耦合器，分光比50:50。