[發明專利]一種長時待機遠距離水下強聲脈沖信標系統

在審

• 申請號: 202011118862.6
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112363105A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 雷開卓;張群飛;史文濤;劉樹勛;劉凱旋;陳登穩
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01S1/72
• 分類號: G01S1/72;G01S1/76
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種長時待機遠距離水下強聲脈沖信標系統，其特征在于：包括水下長時待機值更系統和水下等離子體信標發射系統；

所述水下長時待機值更系統接收并檢測搜尋設備發出的喚醒信號，根據喚醒信號使水下強聲脈沖信標系統處于發聲示位的工作模式，而在未收到喚醒信號時，水下強聲脈沖信標系統處于待機休眠模式；

所述水下等離子體信標發射系統完成等離子體脈沖聲信號的發射，其發射聲源級220dB；

所述水下長時待機值更系統和所述水下等離子體信標發射系統通過各自艙段固定對接的方式在結構上完成水密連接，形成一體化系統，并于艙段內部通過串行數據總線和/或數字I/O線路相連接，進行內部通信，完成水下長時待機值更系統對水下等離子體信標發射系統上電控制以及發送工作使能信號。

2.根據權利要求1所述一種長時待機遠距離水下強聲脈沖信標系統，其特征在于：水下強聲脈沖信標系統的水下喚醒信號有兩種模式：第一種模式，使用艦載同規格等離子體強聲源發射等時間間隔的強聲脈沖，水下強聲脈沖信標系統接收到等時間間隔的水面發送而來的強聲脈沖后，進行系統喚醒，完成對稱強度的信號傳遞；所述同規格等離子體強聲源指與水下等離子體信標發射系統中的等離子體強聲源同規格；第二種模式，使用艦載普通水聲發射換能器發射具有設定組成格式的信號，完成對水下強聲脈沖信標系統的精細控制，包括水下強聲脈沖信標系統工作周期、睡眠周期的控制；使得在尋找水下強聲脈沖信標系統的不同階段得到來自水下強聲脈沖信標系統回應的不同的強聲脈沖信號，以增加信標的搜尋效率。

3.根據權利要求1或2所述一種長時待機遠距離水下強聲脈沖信標系統，其特征在于：所述水下長時待機值更系統包括入水檢測電極、接收換能器、值更艙段；

所述入水檢測電極使用金屬螺絲旋入鎖緊的方式穿過值更艙段外側的絕緣端蓋伸入值更艙段內部，從而將入水檢測電極的輸出通過金屬螺絲引入值更艙段內部；

所述接收換能器使用水密連接頭和水密電纜通過值更艙段外側的絕緣端蓋與值更艙段相連，從而將接收換能器的輸出經由水密電纜引入值更艙段內部；

所述接收換能器以及所述入水檢測電極穿過的端蓋均為值更艙段外側的絕緣端蓋，所述接收換能器以及所述入水檢測電極兩者均處于值更艙段外部；

所述值更艙段包括值更艙艙體、水下長時待機值更艙內系統；值更艙艙體為水下長時待機值更系統提供一個穩定、獨立的工作環境；水下長時待機值更艙內系統布置于值更艙艙體內部，與接收換能器、入水檢測電極共同實現水下長時待機值更系統的系統功能，完成水下長時待機值更系統的信號接收、處理；

所述水下長時待機值更艙內系統包括入水檢測單元、值更供電單元、信號調理單元、信號處理單元；入水檢測單元接收入水檢測電極從艙外傳入的入水檢測信號，判斷系統是否入水，進而控制值更供電單元是否供電；值更供電單元為整個值更艙內系統其他單元供電，并受入水檢測單元控制；接收換能器的輸出信號輸入至信號調理單元，信號調理單元將信號放大濾波后送至信號處理單元，信號處理單元對信號進行分析判斷，若判定收到喚醒信號，則通過串行通信總線設置水下等離子體信標發射系統參數，進行不同模式的工作。

4.根據權利要求3所述一種長時待機遠距離水下強聲脈沖信標系統，其特征在于：所述入水檢測單元包括放大器、比較器；入水檢測電極信號經過放大器放大至比較器可判定的電平，進而比較器對放大后的信號進行判斷，判斷系統是否入水，并控制值更供電單元是否供電；所述值更供電單元選用蓄電池供電，多個電池采用串并聯組合的方式產生滿足系統需求的電壓和電流；在入水檢測單元的控制下，值更供電單元通過電壓轉換芯片給值更艙內系統其他單元供電；所述信號調理單元包括帶通濾波器、信號放大器；接收換能器信號經過帶通濾波器處理后，傳給信號放大器進行信號放大處理，進而送給信號處理單元；所述信號處理單元包括數據采集單元、數據處理單元；數據采集單元對由信號調理單元傳入的信號進行AD轉換，變成數字信號并緩存；數據處理單元對數據進行分析處理，判斷是否收到相應喚醒信號，通過數字I/O口控制水下等離子體信標發射系統的供電單元使能端，并通過串行數據總線控制水下等離子體信標發射系統工作參數。