[發明專利]岸基高頻多波束圖像聲納系統

在審

• 申請號: 202010044119.4
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111208522A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 李淑萍;張昌;董衛珍
• 申請（專利權）人: 上海船舶電子設備研究所（中國船舶重工集團公司第七二六研究所）
• 主分類號: G01S15/89
• 分類號: G01S15/89;G01S7/52
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種岸基高頻多波束圖像聲納系統，包括顯控單元、發射機、發射基陣、接收基陣、接收機、信號處理機；顯控單元發送聲納工作指令、工作參數信息；并接收信號機處理后數據實時顯示聲納圖像，同時接收聲納傳感器數據；發射機信號源根據聲納工作指令，產生多路發射脈沖信號，并根據工作參數信息，調整多路發射時延，將多路發射信號功率放大后送至發射基陣；接收基陣接收目標返回的聲信號，并將聲信號發送至接收機；接收機完成目標返回聲信號數字化采集；信號處理機根據數字采集信號形成的多個接收波束，并在空間波束形成后，結合發射機信號源發射的信號，對每個波束進行自相關計算，將計算得到的信號發送至顯控單元。

技術領域

本發明涉及水下成像技術領域，具體地，涉及一種岸基高頻多波束圖像聲納系統。

背景技術

高分辨率圖像聲納的種類較多、應用廣泛，可用于水下環境監測、水壩滲漏檢測、航行中前視避障、水下反恐警戒等等。在港口要地水下近程防御中，固定安裝的多為預警聲納，負責對較遠距離的威脅目標進行預警；而對于近距離目標威脅，特別是在航道出入口上，缺少能夠有人工直接參與目標判別的手段，可以更有效地對威脅目標進行二次確認和航道的柵欄式封鎖。此外，港口處的防御需要遠程與近程防御相結合，這就要求聲納的成像在遠程和近程均具有高分別率。通過在航道出入口固定安裝高頻圖像聲納，對一定距離上的目標進行成像處理，能夠提供目標的部分圖像信息，從而增加目標辨識度，可提高目標檢測和識別的整體性能。同時多波束高分辨率圖像聲納具有窄波束、短脈沖、高數據刷新率、圖像清晰穩定等特點，性能優勢明顯且具有更廣闊的應用前景。

公開號為CN109959915A的專利文獻公開了一種多波束聲納基陣，包括電子艙殼體、換能器陣、聲納殼體、透聲罩和O型密封圈。電子艙用于放置電子設備，與聲納殼體密封連接；換能器是收發一體的壓電陶瓷聲學單元，安裝在聲納殼體上；聲納殼體為圓柱段殼體和半球殼體結合的結構形式，圓柱段殼體上分為若干層，每層又含有若干個基元，在水平面上通過電子波束掃描，實現水平方向360°、垂直一定夾角范圍內小目標的探測。本發明以小目標為探測對象的高分辨率圖像聲納，能夠實現水平方向360度、垂直一定夾角范圍內小目標的探測。但是，該方案僅是提供了一種硬件結構，沒有公開波束發射和接收的方式以及如何對接收波束進行處理才能夠得到高分辨率的實時成像。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種岸基高頻多波束圖像聲納系統。

根據本發明提供的一種岸基高頻多波束圖像聲納系統，包括顯控單元、發射機、發射基陣、接收基陣、接收機、信號處理機，所述顯控單元依次連接信號處理機、發射機、發射基陣，接收基陣依次連接接收機、信號處理機；

所述顯控單元發送聲納工作指令、工作參數信息；并接收信號機處理后數據實時顯示聲納圖像，同時接收聲納傳感器數據，顯示聲納溫度、濕度信息；

所述發射機信號源根據聲納工作指令，產生多路發射脈沖信號，并根據工作參數信息，調整多路發射時延，將多路發射信號功率放大后送至發射基陣；

所述接收基陣接收目標返回的聲信號，并將聲信號發送至接收機；

所述接收機通過多通道接收放大調理電路接收接收基陣傳輸的聲信號，并完成目標返回聲信號數字化采集；

所述信號處理機根據數字采集信號形成的多個接收波束，并在空間波束形成后，結合發射機信號源發射的信號，對每個波束進行自相關計算，將計算得到的信號發送至顯控單元。

優選地，所述發射基陣包括多個發射基元，且采用圓柱陣；所述接收基陣包括多個接收基元，且采用線陣。

優選地，所述發射基陣發射波束在垂直方向的俯仰范圍達到20°，俯仰精度達到1.2°；

所述接收基陣的水平觀察扇面范圍在90°以內，信號處理機形成接收波束水平寬度不大于0.3°。