[發(fā)明專利]一種低功耗水下目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)及其探測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010194923.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN111289985A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金麗玲;范勇剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南保利天同儀器有限公司
• 主分類號(hào): G01S15/88
• 分類號(hào): G01S15/88
• 代理公司: 昆明普發(fā)諾拉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 53209
• 代理人: 葛玉軍

1.一種低功耗水下目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：由換能器陣(1)、單陣元單元(2)、全陣元單元(3)和數(shù)據(jù)終端(4)構(gòu)成，所述換能器陣(1)由多個(gè)單路換能器(11)串聯(lián)而成，其中一個(gè)單路換能器(11)通過(guò)電信號(hào)與單陣元單元(2)連接，換能器陣(1)與全陣元單元(3)電信號(hào)連接；

所述單陣元單元(2)由第一接收電路(21)、第一ADC采集電路(22)、第一控制與信號(hào)處理模塊(23)依次電連接而成，且單陣元單元(2)還設(shè)置有電源模塊(24)、電源開關(guān)模塊(25)；

所述電源模塊(24)為其中一個(gè)單路換能器(11)、第一接收電路(21)、第一ADC采集電路(22)和第一控制與信號(hào)處理模塊(23)供電，電源模塊(24)與電源開關(guān)模塊(25)電信號(hào)連接，第一控制與信號(hào)處理模塊(23)與電源開關(guān)模塊(25)信號(hào)連接；

所述全陣元單元(3)由第二接收電路(31)、第二ADC采集電路(32)和第二控制與信號(hào)處理模塊(33)依次電連接而成；電源開關(guān)模塊(25)分別與第二接收電路(31)、第二ADC采集電路(32)和第二控制與信號(hào)處理模塊(33)電連接；

所述第一控制與信號(hào)處理模塊(23)和第二控制與信號(hào)處理模塊(33)均與數(shù)據(jù)終端(4)信號(hào)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低功耗水下目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述第一接收電路(21)和第二接收電路(31)均由功率放大電路、濾波電路依次電連接構(gòu)成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種低功耗水下目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)終端(4)由顯示模塊、控制平臺(tái)和存儲(chǔ)模塊構(gòu)成。

4.一種低功耗水下目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)的探測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟：

1)系統(tǒng)上電，單陣元單元(2)與單路換能器(11)處于得電狀態(tài)，全陣元單元(3)與換能器陣(1)處于掉電狀態(tài)，系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式；

2)在數(shù)據(jù)終端(4)指令下，單路換能器(11)接收信號(hào)交由單陣元單元(2)處理，第一接收電路(21)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理，第一ADC采集電路(22)對(duì)信號(hào)進(jìn)行A/D數(shù)字高速采樣；

3)在步驟2)的基礎(chǔ)上，第一控制與信號(hào)處理模塊(23)對(duì)信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)存在性的處理；

4)若步驟3)中判斷為不存在目標(biāo)，電源開關(guān)模塊(25)不動(dòng)作，轉(zhuǎn)到步驟2)繼續(xù)探測(cè)；

5)若步驟4)中判斷為存在目標(biāo)，則電源模塊開關(guān)(25)動(dòng)作，對(duì)換能器陣(1)和全陣元單元(3)進(jìn)行供電，系統(tǒng)進(jìn)入全功耗模式；在數(shù)據(jù)終端(4)指令下，換能器陣(1)接收信號(hào)交由全陣元單元(3)處理，第二接收電路(31)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理，第二ADC采集電路(32)對(duì)信號(hào)進(jìn)行A/D數(shù)字高速采樣；

6)在步驟5)的基礎(chǔ)上，第二控制與信號(hào)處理模塊(33)對(duì)信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)存在性的處理；

7)若步驟6)中判斷為不存在目標(biāo)，則關(guān)閉電源開關(guān)模塊(25)，并轉(zhuǎn)到步驟2)中繼續(xù)探測(cè)；

若步驟6)中判斷為存在目標(biāo)，則將第二控制與信號(hào)處理模塊(33)得到的目標(biāo)存在性、方位與運(yùn)動(dòng)信息等數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)終端(4)進(jìn)行顯示、警示與保存，并轉(zhuǎn)到步驟6)繼續(xù)探測(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低功耗水下目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)的探測(cè)方法，其特征在于：所述步驟3)中第一控制與信號(hào)處理模塊(23)對(duì)信號(hào)的處理采用寬帶能量檢測(cè)技術(shù)，首先對(duì)信號(hào)進(jìn)行FFT變換，得到頻域信號(hào)Y(t,f)；然后，對(duì)Y(t,f)進(jìn)行平方積分處理得到累積能量E；最后，將E與電源開關(guān)模塊(25)的閾值門限D(zhuǎn)T進(jìn)行對(duì)比，E＞DT，判斷為存在目標(biāo)；E≤DT，判斷為不存在目標(biāo)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低功耗水下目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)的探測(cè)方法，其特征在于：所述步驟6)中第二控制與信號(hào)處理模塊(33)對(duì)信號(hào)的處理采用空間波束形成與寬帶能量檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的方式，具體步驟如下：

(a)對(duì)各個(gè)陣元信號(hào)進(jìn)行FFT變換，得到第i個(gè)通道頻域信號(hào)Y_i(t,f)；

(b)對(duì)Y_i(t,f)進(jìn)行寬帶波束形成得到第l個(gè)方向的波束形成結(jié)果

(c)對(duì)進(jìn)行背景均衡處理得到背景均衡結(jié)果并采用平方積分處理得到累積能量

(d)將與閾值門限D(zhuǎn)T進(jìn)行對(duì)比，判斷為存在目標(biāo)；判斷為不存在目標(biāo)。