[發明專利]一種基于分裂波束的聲吶系統

在審

• 申請號: 202211077416.4
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115436953A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 唐海亮;所玉君;陳宇;王佳宇;王清玉
• 申請（專利權）人: 天津津航計算技術研究所
• 主分類號: G01S15/06
• 分類號: G01S15/06;G01S7/539
• 代理公司: 天津市鼎拓知識產權代理有限公司 12233
• 代理人: 朱麗麗

1.一種基于分裂波束的聲吶系統，其特征在于，包括:

上位機(5)，所述上位機(5)用于發出聲吶工作參數和發射指令；

信號預處理單元(9)，所述信號預處理單元(9)與所述上位機(5)連接，用于接收所述聲吶工作參數和所述發射指令，并根據所述發射指令調節所述聲吶工作參數，進而產生發射信號源；

聲吶發射單元(6)，所述聲吶發射單元(6)的輸入端與所述信號預處理單元(9)的輸出端連接，用于接收所述發射信號源，并對所述發射信號源進行逐級的功率放大，得到發射信號；

換能器基陣(7)，所述換能器基陣(7)的輸入端與所述聲吶發射單元(6)的輸出端連接；所述換能器基陣(7)具有多個陣列排布設置的子陣；所述換能器基陣(7)為收發合置換能器：用于將所述發射信號轉化為聲信號發射到水中，或將每個子陣接收到的聲信號分別轉化為接收信號；

聲吶接收單元(8)，所述聲吶接單元與所述換能器基陣(7)的輸出端連接，用于接收多個所述接收信號；并分別對多個所述接收信號進行放大，得到多個放大信號；進而將多個所述放大信號輸入到所述所述信號預處理單元(9)；

所述信號預處理單元(9)，還配置用于對多個所述放大信號進行預處理，得到多個時延信息；

所述上位機(5)還配置用于：根據所述時延信息計算深度信息和相角，根據所述深度信息和相角計算得出水下目標物的位置信息，并顯示解算結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于分裂波束的聲吶系統，其特征在于，所述聲吶發射單元(6)包括：驅動電路(14)、功率放大電路(15)、變壓器放大電路(17)和匹配電路(18)；

所述驅動電路(14)、所述功率放大電路(15)和所述變壓器放大電路(17)用于對所述發射信號源分別進行功率放大；

所述匹配電路(18)用于對所述聲吶發射單元(6)與所述換能器基陣(7)之間的電路進行線路匹配：使所述換能器基陣(7)的電阻和電容所述與所述聲吶發射單元(6)的電阻和電容在發射變化頻率的聲信號時保持一致。

3.根據權利要求2所述的一種基于分裂波束的聲吶系統，其特征在于，所述換能器基陣(7)連接有收發轉換電路(19)，所述收發轉換電路(19)還連接有所述聲吶發射單元(6)與所述聲吶接收單元(8)；所述收發轉換電路(19)用于在發射聲信號時控制所述聲吶接收單元(8)接地。

4.根據權利要求3所述的一種基于分裂波束的聲吶系統，其特征在于，所述聲吶接收單元(8)包括：固定增益放大電路、可控增益放大電路和帶通濾波電路(16)；

所述帶通濾波電路(16)用于對所述接收信號進行濾波，保留相應的頻段；

所述固定增益放大電路用于對率波后的所述接收信號進行固定增益的放大；

所述可控增益放大電路用于：進行TVG增益控制、根據固定增益的放大后的所述接收信號進行進一步放大，使不同增益的所述接收信號經過兩次放大后保持相同的增益。

5.根據權利要求4所述的一種基于分裂波束的聲吶系統，其特征在于，所述信號預處理單元(9)具體配置用于：

獲取多個所述放大信號；

對多個所述放大信號進行脈沖壓縮，得到多個壓縮信號；對多個所述壓縮信號分別進行峰值分離；得到多個峰值位置；

根據多個所述峰值位置的相位進行相位計算，得到水下目標物的相角信息和時延信息；

所述上位機(5)具體配置用于：

根據所述時延信息，計算得出水下目標物的深度信息；

根據所述深度信息和所述相角信息，計算得出水下目標物的所述位置信息。