[實用新型]一種聲納波束調節裝置

有效

• 申請號: 201721047663.4
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN207216017U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 鄧坤倫;余華兵;楊晶
• 申請（專利權）人: 北京神州普惠科技股份有限公司
• 主分類號: G01S7/521
• 分類號: G01S7/521
• 代理公司: 北京東正專利代理事務所(普通合伙)11312
• 代理人: 張立娟

技術領域

本實用新型涉及聲納技術領域，具體涉及一種聲納波束調節裝置。

背景技術

水下AUV所用的避碰聲納或其他在水中運行的聲納在工作中，尤其在淺海環境工作過程中，由于工作水深達不到聲納要求時，聲納的接收到的聲波會受到水面或水底反射的影響，避碰聲納的主波束或旁瓣容易探測到水面和水底，使其誤認為水中有目標，對聲納本身的工作產生一些干擾，從而導致虛警的產生，使平臺頻繁產生避障動作，影響著平臺的安全穩定運行。同時，聲納換能器的聲束開角對聲納的正常工作有較大的影響，如果能有外部裝置對聲納的波束開角進行矯正和調節，并對聲束旁瓣進行一些抑制處理，那么聲納的適用范圍和工作可靠性會大大增加。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供這樣一種適配于聲納換能器的帶有旁瓣抑制作用的波束調節聲聚焦透鏡結構，達到抑制聲納換能器旁瓣和調節換能器的主瓣的垂直開角的作用，使換能器在不同水深條件下工作時具有更好的適應性。

本實用新型的為達到上述目的，具體通過以下技術方案得以實現的：

一種聲納波束調節裝置，該裝置包括一調節部，調節部為內凹的圓盤狀結構，其一側具有焦點在調節部中軸線上的內凹的第一曲面，第一曲面與調節部該側的端面形成主瓣調節腔，第一曲面上開設有旁瓣抑制腔，旁瓣抑制腔有弧形槽狀結構，其弧形圓心位于中軸線上。

進一步地，第一曲面呈拋物面或凹球面。

進一步地，調節部的另一側具有焦點在調節部中軸線上的內凹的第二曲面。

進一步地，旁瓣抑制腔與中軸線的垂直面所形成的弧度范圍為30°～120°。

進一步地，旁瓣抑制腔與中軸線的垂直面所形成的弧度為60°。

進一步地，旁瓣抑制腔為對稱的兩個。

進一步地，旁瓣抑制腔內填充有吸聲層。

聲納聲束調節用到的是一種聲學的聲束聚焦的方式，通過對聲波傳播的路徑進行影響，從而調節聲納波束寬度。一般來說，聲納的聲束寬度是換能器本身性質，聲納換能器的設計確定之后，聲束水平開角和垂直開角邊相對確定了。聲波通過聲速不同的媒質的界面時發生折射而改變傳播方向，這就可能使聲波會聚或發散、會聚作用稱為聲聚焦透鏡。

通過采用本實用新型的技術方案，調節避碰聲納垂直波束開角和抑制旁瓣能量使得搭載避碰聲納的水下平臺在淺水海區也同樣具有較好的工作狀態，大大減少航行中，由于海面和海底對聲束主瓣和旁瓣反射導致的虛警，保障平臺在淺海區域的安全航行。

附圖說明

圖1為本實用新型中的安裝側視圖；

圖2為本實用新型正面結構示意圖；

圖中，1、調節部；2、第一曲面；3、主瓣調節腔；4、旁瓣抑制腔；5、第二曲面；6、吸聲層；7、聲納換能器。

具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步詳細說明。需要注意的是，術語“頂”、“底”、“內”、“外”、“中心”、“垂直”、“水平”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

如圖1所示的一種聲納波束調節裝置，該裝置包括一調節部1，調節部1為內凹的圓盤狀結構，其一側具有焦點在調節部1的中軸線上的內凹的第一曲面2，優選地，第一曲面2呈拋物面或凹球面。第一曲面2與調節部1該側的端面形成主瓣調節腔3，主瓣調節腔3為凸鏡狀空腔結構；第一曲面2上開設有旁瓣抑制腔4，旁瓣抑制腔4有弧形槽狀結構，其弧形圓心位于中軸線上。

選用聚氨酯彈性體作為水聲透聲材料制作換能器與水之間的聲學匹配層，即本實用新型的聲納波束調節裝置，該裝置結構設計上具有旁瓣抑制作用和波束開角調節作用。如圖1所示，該裝置與換能器的組合連用是通過膠體硫化的方式粘接在避碰聲納換能器7的發射面匹配層上，保持波束調節裝置的旁瓣抑制腔4位置處于聲納換能器7發射波束旁瓣的路徑上。調節裝置的中軸線11與聲納換能器7發射主波束的中軸線應保持重合。

優選地，調節部1的另一側具有焦點在調節部1的中軸線上的內凹的第二曲面5。如圖2所示，旁瓣抑制腔4與中軸線的垂直面所形成的弧度范圍為30°～120°，優選地，弧度為60°。旁瓣抑制腔4為對稱的兩個。