[发明专利]具有宽带、超宽覆盖性能的平面型声基阵

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种海洋声学测量仪器的水下声学传感器装置，主要是一种具有宽带、超宽 覆盖性能的平面型声基阵。

背景技术

随着现代科学技术的发展，人们通过空间遥测技术获得了陆地部分较为精细的地形，并 居此指导人们改造自然，开发各种陆路资源，为人类社会发展服务。但我们对约占地球表面 71％的海底地形的了解却远未达到人们期望的程度。究其原因是测量对象被浩瀚的海洋阻隔， 而穿透海洋获取海底信息需要借助地形探测设备。

国外从上世纪中期就开始研制水下地形探测设备，经过几使年的发展，从开始的单波束 测深仪发展到后面的多波束测深声纳；多波束测深声纳又发展成浅水、中等水和深水多波束 测深声纳的系列化产品。

深水多波束测深系统是当今前沿的海洋高技术设备，是当代声学技术、信号处理技术、 电子技术和计算机软硬件技术等高科技最新成就的集成。深水多波束测深系统在20世纪80 年代初首先由美国SEABEAM公司研发成功，投入到海洋调查中。由于其具有重大的科学、商 业和军事价值，西方发达国家一些声学设备制造厂商纷纷开展这方面的研究，如德国ATLAS 公司、挪威SIMRAD公司以及法国THOMSON公司等。

进入21世纪，在巨大的商机引导下，一些中等或新成长起来的声学设备制造厂家也加入 到了这一行列，如德国ELAC公司和丹麦RESON公司。ELAC公司通过收购SEABEAM公司，将 SEABEAM的换能器技术结合ELAC的信号和数据处理技术开发了ELACSEABEAM3000系统。RESON 公司开发了12k Hz的SeaBat 8150系统。

多波束测深技术通过近30年发展，按其技术水平可划分为四代产品：

第一代产品：以SEABEAM 1000系列为代表，这类产品的特点是波束数少、扫幅宽度仅 60°，集成度低，水深数据不能实时处理。

第二代产品：以SEABEAM 2000系列、ATLAS HYDROSWEEP和SIMRAD EM 12为代表。这类 产品的特点是采用了大规模集成电路和DSP技术，波束数较多，达到121个，波束角宽2°， 数据实时和后处理软件成熟。

第三代产品：以SIMRAD EM 120和RESON SeaBat 8150深水多波束测深系统为代表。其 特点是采用了超大规模集成电路和速度更快的DSP板，横向覆盖范围为20km左右，工作深度 20～11000m，波束数达到191个或更多，波束角宽0.5°-1°，实现全姿态稳定，数据实时 和后处理软件更加成熟。

第四代产品：近一、二年刚出现的SIMRAD EM 122深水多波束测深系统和EM710被称为 第四代产品，采用宽带技术、近场自动聚焦和水体显示等技术，提高了声纳性能，波束数更 多，测深点更密，集成度也更高。SIMRAD公司最新研发的EM122系统采用宽带技术，标称指 标覆盖宽度最大37km，单次发射形成两行共576个波束，可加密至864个测深点，波束角宽 最小可达0.5°×1°，该系统目前正在推广阶段。

从上述几代产品的发展中可以看出，多波束测深声纳的几个关键技术主要包括：声纳波 束横向垂直于航迹方向覆盖范围、沿着航迹方向的波束角宽度、宽带技术和电子线路的集成 度。