[實(shí)用新型]一種多波束漁用聲吶信號(hào)處理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202021122600.2
• 申請(qǐng)日: 2020-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN212808617U
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國(guó)棟;諶志新;湯濤林;魏珂;劉世晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所
• 主分類號(hào): G01S15/96
• 分類號(hào): G01S15/96;G01S7/52
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 孟旭彤

本實(shí)用新型提供了一種多波束漁用聲吶信號(hào)處理系統(tǒng)，其包括：多數(shù)量的陣子，分為多組；多數(shù)量的信號(hào)處理板，與多組所述陣子一一對(duì)應(yīng)；在各組所述陣子中，各陣子通過接收機(jī)與對(duì)應(yīng)的信號(hào)處理板通信連接；主機(jī)，與所述交換機(jī)通信連接；信號(hào)處理板中包括波束成型模塊、匹配濾波模塊以及抽取模塊；波束成型模塊用于根據(jù)所述陣子接收的信號(hào)得到待接收波束的部分波束；匹配濾波模塊用于對(duì)部分波束進(jìn)行匹配濾波，抽取模塊用于對(duì)濾波后的部分波束進(jìn)行抽取，得到抽取結(jié)果。在本實(shí)用新型中通過在各信號(hào)處理板中增加匹配濾波環(huán)節(jié)并對(duì)匹配濾波環(huán)節(jié)進(jìn)行抽取，解決了現(xiàn)有技術(shù)中信號(hào)處理板與主機(jī)之間信號(hào)速率過大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及漁業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，具體地，涉及一種多波束漁用聲吶信號(hào)處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

漁用聲吶(俗稱“探魚儀”)作為海洋漁業(yè)中使用最廣泛、最典型的助漁儀器之一，是利用水聲學(xué)方法探測(cè)海洋魚類資源數(shù)量和空間分布信息的主要工具。探魚儀種類可以分為垂直單波束探魚儀、水平探魚儀、垂直雙頻探魚儀、分裂波束探魚儀和多波束探魚儀等，其中多波束漁用聲吶可以獲得更遠(yuǎn)的空間探測(cè)距離和更高的角度分辨率能力，在遠(yuǎn)洋漁業(yè)拖網(wǎng)、圍網(wǎng)捕撈對(duì)魚群的探測(cè)中有著廣泛的應(yīng)用，可以大幅度提高遠(yuǎn)洋漁業(yè)捕撈效率，也為未來海洋漁業(yè)捕撈精準(zhǔn)和選擇性捕撈提供了技術(shù)手段。

為了達(dá)到更遠(yuǎn)的探測(cè)距離和更高的角度分辨率，具有更多獨(dú)立通道的漁用聲吶硬件被設(shè)計(jì)和使用，典型的商用多波束漁用聲吶包括：挪威SIMRAD公司的SX90、日本古野公司FSV35和FSV25、加拿大MAQ公司的MAQ22、MAQ60和MAQ90等型號(hào)，其通道數(shù)可以達(dá)到256通道，最高可以多達(dá)近千通道。每一個(gè)通需要進(jìn)行單獨(dú)的信號(hào)處理，這給單板信號(hào)處理器帶來了極大的挑戰(zhàn)。

為了解決這一問題，往往將采用多個(gè)信號(hào)處理板的方案，這樣來分散信號(hào)處理過程，增加系統(tǒng)得可維護(hù)性。但與此同時(shí)也帶來另一個(gè)問題，由于多波束漁用聲吶波束成形跨多個(gè)信號(hào)處理板，多個(gè)信號(hào)處理板之間通信或信號(hào)處理板與主機(jī)之間通信數(shù)據(jù)量極大，例如：使用頻段為30MHz全方位漁用聲吶，如常用160個(gè)波束進(jìn)行掃描，每個(gè)波束成形需要跨3塊板卡，數(shù)據(jù)采樣率為1MHz,數(shù)據(jù)位寬為16位，那么相當(dāng)于有768MHz板間數(shù)據(jù)傳輸率。這樣數(shù)據(jù)傳輸量往往需要采用光纖來完成。漁用聲吶海上使用，使用過程中振動(dòng)、鹽霧等外部環(huán)境惡劣，光纖易折斷給系統(tǒng)帶來極大的復(fù)雜度和不可靠性。同時(shí)160個(gè)波束再主機(jī)中進(jìn)行后續(xù)實(shí)時(shí)匹配濾波監(jiān)測(cè)處理，給主機(jī)也帶來巨大得運(yùn)算壓力。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種多波束漁用聲吶信號(hào)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過在各信號(hào)處理板中增加匹配濾波環(huán)節(jié)并對(duì)匹配濾波環(huán)節(jié)進(jìn)行抽取，解決了現(xiàn)有技術(shù)中信號(hào)處理板與主機(jī)之間信號(hào)速率過大的問題。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種多波束漁用聲吶信號(hào)處理系統(tǒng)，其包括：

多數(shù)量的陣子，分為多組；各組所述陣子呈陣列狀排列；

多數(shù)量的信號(hào)處理板，與多組所述陣子一一對(duì)應(yīng)；在各組所述陣子中，各陣子通過接收機(jī)與對(duì)應(yīng)的信號(hào)處理板通信連接；

主機(jī)，與所述交換機(jī)通信連接；所述交換機(jī)通過網(wǎng)線的方式與各所述信號(hào)處理板通信連接；

所述信號(hào)處理板中包括波束成型模塊、匹配濾波模塊以及抽取模塊；所述波束成型模塊用于根據(jù)所述陣子接收的信號(hào)得到待接收波束的部分波束；所述匹配濾波模塊用于對(duì)部分波束進(jìn)行濾波，所述抽取模塊用于對(duì)濾波后的部分波束進(jìn)行抽取，得到抽取結(jié)果；

所述主機(jī)被配置為接收各所述信號(hào)處理板發(fā)出的經(jīng)過抽取的部分波束的信號(hào)，并將待接收的部分波束的信號(hào)進(jìn)行疊加，得到待接收波束的信號(hào)。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于，各組所述陣子的排列形狀為平面陣、圓柱面陣或線陣。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于，每個(gè)所述信號(hào)處理板具有32個(gè)通道，分別用于接收32個(gè)陣子的信號(hào)。