[发明专利]一种水听器线序反接故障检测方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于声纳应用领域，特别涉及一种水听器线序反接故障检测方法及系统。

背景技术

在声纳应用领域中，水听器是构成声纳阵列的核心单元，其状态的好坏直接影响声纳阵列的性能。在水听器的故障现象中，有一种故障为水听器线序反接，在这种故障现象中水听器信号正常，通过示波器、信号频率等分析手段无法分析出故障存在，并且由于成阵后的水听器信号，环境噪声比较大，通过观察信号相位的方法也很难判定线序是否相反，而线序反接对阵列信号处理影响很大，它会造成检测阈降低，作用距离减少，目标方位错误，目标跟踪错误等结果。由于成阵过程需要进行多次不同模块、不同缆之间的连接，以及成阵后检修、维护、维修等过程中也需要多次进行连接操作，线序反接这种故障是比较容易出现的，目前对这种故障的检测方法还未见有公开发表的方法及论文有所讨论。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于检测水听器线序反接故障的方法。它利用获取的水听器信号，经过宽带波束形成处理之后，对得到的结果进行分析，如果出现特有的分裂波束及峰值降低现象，即可判定是线序反接。该方法可以在实验过程中进行，无需专门设备，可以解决水听器线序反接的检测难题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种水听器线序反接故障检测方法，所述方法包含：

步骤101）将采集到的水听器信号进行波束形成处理；

步骤102）对波束形成的结果进行分析，如果波束形成的结果中同时存在分裂波束和峰值降低，则判定存在水听器线序反接；否则，不存在水听器线序反接。

上述步骤101）进一步包含：

步骤101-1）存在目标时，记录并存储一段水听器数据；

步骤101-2）采集水听器数据；

步骤101-2）将采集的水听器数据进行分组处理，然后对各组数据分别进行波束形成。

上述步骤102）进一步包含：

步骤102-1）基于波束形成结果进行时间方位历程显示，得到时间方位历程图；

步骤102-2）判断时间方位历程图中是否存在分裂波束，如果存在则进入步骤102-3）；否则，得出水听器线序反接故障不存在；

步骤102-3）查找各组波束形成的结果的峰值的方位和大小；

步骤102-4）确定标准峰值的方位和大小，其中，所述标准峰值为：各组水听器波束形成结果的峰值中的最大值；

步骤102-5）当各组波束形成的结果的峰值的方位和大小与标准峰值的方位和大小的差异大于20%，则得出存在水听器线序反接故障；否则不存在水听器线序反接故障。

此外，本发明还提供了一种水听器线序反接故障检测系统，所述系统包含：

波束形成模块，用于将采集到的水听器信号进行宽带波束形成处理；

故障检测模块，用于对波束形成的结果进行分析，如果波束形成的结果中同时存在分裂波束和峰值降低，则判定是线序反接；否则，不存在线序反接故障。

上述波束形成模块进一步包含：

存储子模块，用于当存在目标时，记录并存储一段水听器数据；采集子模块，用于采集水听器数据；处理子模块，用于将采集的水听器数据进行分组处理，然后对各组数据分别进行波束形成，其中，将4个水听器分为一组。

上述故障检测模块进一步包含：

时间方位历程图获取子模块，用于基于波束形成结果进行时间方位历程显示，得到时间方位历程图；

第一判决子模块，用于判断时间方位历程图中是否存在分裂波束，如果存在则启动峰值信息获取子模块；否则，得出水听器线序反接故障不存在；

峰值信息获取子模块，用于查找各组波束形成的结果的峰值的方位和大小；

标准峰值信息获取子模块，用于确定标准峰值的方位和大小，其中，所述标准峰值为：各组水听器波束形成结果的峰值中的最大值；

第二判决子模块，用于当各组波束形成的结果的峰值的方位和大小与标准峰值的方位和大小存在差异是否大于20%，并且同时存在分裂波束现象，如果大于百分之二十且存在分裂波束现象则认为存在水听器线序反接故障；否则不存在水听器线序反接故障。

本发明以常规波束形成方法为主，具体步骤如下：

（1）存在目标时，记录一段水听器数据；

（2）对步骤（1）中的水听器数据，以4个为一组，利用常规频域或时域的波束形成方法，进行波束形成计算；

(3)对步骤（2）中得到的波束形成结果做出时间方位历程显示，给出时间方位历程图，观察其中是否有分裂波束现象；