[發明專利]一種寬覆蓋高精度淺海多波束測深儀

在審

• 申請號: 201910870963.X
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN110632581A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 傅仁琦;高博;唐偉杰;沈正一;徐曉偉;郝建超;胡青;吳晶晶;秦兆均
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一五研究所
• 主分類號: G01S7/521
• 分類號: G01S7/521;G01S7/523;G01S15/88
• 代理公司: 33101 杭州九洲專利事務所有限公司
• 代理人: 陳繼亮

本發明公開了一種寬覆蓋高精度淺海多波束測深儀，涉及聲納設計技術領域，主要包括基陣，基陣包括發射陣和接收陣，基陣內部形成空腔，電子艙設置在基陣的空腔內，基陣頂部設置綜合水密電纜用于連接電子艙并將電子艙內的數據傳輸至信號處理計算機。本發明的有益效果為：實現了基陣邊緣波束比中心波束增益提升15dB的效果，不僅大幅削弱了中心波束正入射海底強的混響，還極大地提升了覆蓋寬度；實現各波達方位上接收孔徑的近似均勻分布，改善了水平維條帶上波束分辨率的均勻性；提升了在大覆蓋角波達方位上的有效孔徑，確保高精度探測性能；采用內嵌式顯控與信號處理軟件框架，接軌國際通用多波束數據協議，提升設備集成度與通用性。

技術領域

本發明涉及聲納設計技術的領域，具體涉及一種寬覆蓋高精度淺海多波束測深儀。

背景技術

多波束測深儀是一種利用多波束回聲信號測量、繪制海底地形和水深的裝置。當前，國內多波束市場基本被國外產品占據，其中適用于淺海測深的典型主流產品主要有Sonic2024(美國R2SONIC公司)、Seabat8125(丹麥Teledyne RESON公司)、EM3002(挪威Kongsberg Maritime公司)等，國內有一些尚未成熟的多波束產品，大多模仿國外設計。

換能器基陣設計方面，Sonic2024、Seabat7125均采用常規“T型”基陣架構，發射陣、接收陣分離式設計，發射陣皆采用半圓柱型，接收陣則皆為直線型；EM3002采用“V型”基陣架構，發射接收陣一體設計，皆采用平面型。電子部分及軟件方面，Sonic2024將預處理電路、發射電路及信號處理軟硬件盡數置于基陣空腔內，干端為接口單元與顯示控制單元；Seabat7125和EM3002則只將預處理電路與發射電路置于基陣空腔內，干端為信號處理單元、接口單元與顯示控制單元。

從基陣總體設計角度來看，不論是“T型”基陣架構還是“V型”基陣架構，均存在中心波束混響嚴重，水平維條帶波束分辨率不均勻，大覆蓋角邊緣波束精度低等嚴重制約淺海多波束測深儀寬覆蓋、高精度性能的核心問題，而這些缺陷若試圖通過信號處理方法進行改善，則不但收效甚微，而且代價巨大；從設備使用成本角度來看，將包含信號處理硬件在內的絕大部分電子單元置于濕端，雖然使干端顯得十分簡便，但由于濕端受安裝與適用環境影響，使其在船只停靠、設備吊放時存在較大安全隱患，尤其對于國內用戶，一旦濕端碰撞受損，只能整體返廠，高額的維修經費和漫長的送修周期將成為巨大的困擾。

為進一步提高淺海多波束聲納寬覆蓋與高精度的核心探測性能，從根本上解決中心波束混響強、水平維條帶波束分辨率不均勻、大覆蓋角邊緣波束精度低等問題，一種寬覆蓋高精度淺海多波束聲吶系統。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種寬覆蓋高精度淺海多波束測深儀，有效解決了中心波束正入射海底強混響嚴重、水平維條帶波束分辨率不均勻、大覆蓋角邊緣波束精度低、維護維修成本大等幾個方面的問題。

本發明的目的是通過如下技術方案來完成的：這種寬覆蓋高精度淺海多波束測深儀，主要包括基陣，所述基陣由輻射面均為“U”狀拋物線型的發射陣和接收陣組成，所述發射陣和接收陣均由若干內部中空的基陣單元串聯組成，并在基陣內部形成空腔，在基陣兩端安裝密封板通過定位螺栓將發射陣、接收陣串聯固定，電子艙通過設置在空腔底部的導軌推入空腔內，并卡在密封板上，基陣頂部設置綜合水密電纜用于連接電子艙并將電子艙內的數據傳輸至信號處理計算機；所述密封板外側通過密封圈密封并用螺釘與蓋板固定，所述基陣兩側的蓋板外側安裝前后導流罩，基陣頂部設置吊臂法蘭。

進一步講，所述基陣單元包括裝有陶瓷顆粒的定位骨架，定位骨架上灌注去耦層和匹配層，并蓋裝環氧板，若干基陣單元通過定位螺栓串聯分別形成發射陣和接收陣。

進一步講，所述綜合水密電纜外周包圍設置有電纜頭導流套。

進一步講，所述電子艙內裝有用于波形產生、功率放大、前置預處理、采集傳輸、時鐘同步的功能單元模塊。