[實用新型]一種多頻多波束測深系統

有效

• 申請號: 201821297950.5
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN208477107U
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 陳晶晶;鄒彬彬;郭英歌;王晨;孫小偉;馮強峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所東海研究站
• 主分類號: G01S15/88
• 分類號: G01S15/88;G01S15/02;G01C13/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

一種多頻多波束測深系統，包括：控制顯示模塊和測深設備；測深設備包括防水殼體，防水殼體內安裝有：控制模塊、多波束形成模塊、功率放大模塊和換能器基陣，控制模塊接收控制顯示模塊發送的所要發射信號頻率的指令，根據該指令控制多波束形成模塊生成所要發射信號頻率的調幅信號，多波束形成模塊對調幅信號進行相移，相移后的調幅信號經功率放大模塊進行功率放大后由換能器基陣發射出去，形成不同角度的多波束；反射后的回波信號被換能器基陣接收。能夠實現“線?面”測量，提高測量效率，同時還由于系統可提供豐富的頻率，能適應不同深度范圍的測量，并且不同的低頻信號能適應不同沉積物的厚度測量，從而能對河道清淤工作及水底地質結構的測量。

技術領域

本實用新型涉及水體測深技術領域，具體涉及一種多頻多波束測深系統。

背景技術

人類要進行水下(包括海洋、江河湖泊以及水庫等)的開發利用，首先必須要對水深、水下地形地貌等進行勘測。測深儀是獲取水深以及水底地形的有效設備。經過幾十年的發展，目前在市場上的測深系統主要有單波束、多波束測深儀以及從頻率上劃分的單頻、雙頻測深儀。

單波束測深儀利用向測量船正下方發射探測超聲波，通過測量發射與接收聲波之間的時間差來測量水深。單波束測深儀的根本缺陷在于，每次只能給出測量船正下方的水深，在大面積測量時效率很低。另外，為了避免測量船搖擺晃動的影響，單波束測深儀要求比較寬的波束，這也導致測量精度較低。多波束測深將傳統單波束的“點-線”測量，擴展為“線-面”，從而極大地提高了測量效率。由于多波束測深儀采用了預成多波束技術，因此波束角都相對較窄，可以大大提高的測量精度。

目前所用的測深儀從工作頻率上分主要有兩種工作模式：單頻和多頻。多頻測深方式優于單頻方式主要體現在兩個方面：1、高低頻的組合能更好的適應測量深度和精度上的要求，當需要測量深水深時，選用低頻可擴大測量范圍；而在使用淺水深時使用高頻可提高測量精度；2、在航道觀測的應用中，通過高低頻的不同傳播特性獲取沉積層厚度指導相關工作。在測深時，可使用的頻率越多，適用性就越好，越容易滿足不同環境的測量需求。

目前能查到的相關多波束水深測深系統，無論是相關專利或是產品，采用的多是固定某種頻率的測量方式；而現有的雙頻測深儀采用的多是單波束工作方式；專利2014104901793可以實現多頻測深，但其也僅是單波束工作。從調研結果看出，現有測深設備沒有做到同時兼顧測量效率以及設備的適應性，即既能高效快速的對水深數據進行測量，又能適用于不同的深度范圍以及不同類型沉積層的情況。

發明內容

本申請提供一種多頻多波束測深系統，包括控制顯示模塊和測深設備；

所述測深設備包括防水殼體，所述防水殼體內安裝有：控制模塊、多波束形成模塊、功率放大模塊和換能器基陣，其中，控制模塊與所述控制顯示模塊通過水密電纜通訊連接，接收所述控制顯示模塊發送的所要發射信號頻率的指令，并根據該指令控制所述多波束形成模塊生成所要發射信號頻率的相應的調幅信號，所述多波束形成模塊對所述調幅信號進行相移控制，相移后的調幅信號經所述功率放大模塊進行功率放大后由換能器基陣發射出去，以形成不同角度的多波束聲信號；

且，多波束聲信號在傳播過程中由于介質的非線性能解調出頻率為調幅信號中的包絡信號頻率兩倍的低頻信號，該低頻信號與頻率不變的原始調幅信號到達水底反射，生成回波信號；該低頻信號還能在水底發生透射，在遇到另一層介質界面時再發生反射，生成回波信號；反射后的回波信號被換能器基陣接收。

一種實施例中，所述換能器基陣嵌入安裝于所述防水殼體內，并通過密封圈與所述防水殼體密封連接。

一種實施例中，所述換能器基陣為長方形面陣。

一種實施例中，所述換能器基陣包括發射換能器基陣和接收換能器基陣。

一種實施例中，所述控制模塊設有外圍接口。