[发明专利]一种多方位扫描网位仪

权利要求书

1.一种多方位扫描网位仪，其特征是：包括水上显示控制分机(1)、水下分机(2)、换能器阵列组(3)、连接水上分机和水下分机的电缆，其中，水下分机(2)和换能器阵列组(3)通过螺丝固定连接，其特征在于水上显示控制分机(1)由控制计算机(4)、电源(5)和显示器(6)组成；水下分机(2)由电源变换系统(7)、多通道信号产生系统(8)、多通道发射系统(9)、多通道信号调理系统(10)、信号采集和处理控制系统(11)以及收发切换开关(36)组成；换能器阵列组(3)由向上探测单通道收发合置换能器(12)、向下探测单通道收发合置换能器(13)、向前探测多通道收发合置换能器阵列(14)、圆周探测多通道圆环发射阵列(15)、圆周探测多通道圆环接收阵列(16)组成，其中，控制计算机(4)和显示器(6)电信号连接；控制计算机(4)、第一电缆(17)与信号采集和处理控制系统(11)相互电信号连接；电源(5)、第二电缆(18)与电源变换系统(7)依次电信号连接；电源变换系统(7)分别和多通道信号产生系统(8)、多通道发射系统(9)、多通道信号调理系统(10)、信号采集和处理控制系统(11)电信号连接；信号采集和处理控制系统(11)、多通道信号产生系统(8)、多通道发射系统(9)、收发切换开关(36)依次电信号连接；收发切换开关(36)分别和换能器阵列组(3)中的向上探测单通道收发合置换能器(12)、向下探测单通道收发合置换能器(13)、向前探测多通道收发合置换能器阵列(14)相互电信号连接；多通道发射系统(9)和圆周探测多通道圆环发射阵列(15)电信号连接；收发切换开关(36)、多通道信号调理系统(10)、信号采集和处理控制系统(11)依次电信号连接；多通道信号调理系统(10)和圆周探测多通道圆环接收阵列(16)电信号连接。

2.如权利要求1所述的多方位扫描网位仪，其特征是：信号采集和处理控制系统(11)由模数转换器组(27)、FPGA控制器(28)、ARM控制器(29)、网络接口芯片(30)、数模转换器(31)、温度传感器(32)、压力传感器(33)、温度和压力信息采集单元(34)和姿态传感器(35)组成，其中，模数转换器组(27)和FPGA控制器(28)电信号连接；FPGA控制器(28)和ARM控制器(29)相互电信号连接；ARM控制器(29)和网络接口芯片(30)相互电信号连接；网络接口(30)和水上显示控制分机(1)中的控制计算机(4)相互电信号连接；FPGA控制器(28)、数模转换器(31)和多通道信号调理系统(10)中的可变增益放大器组(24)电信号连接；温度传感器(32)、温度和压力信息采集单元(34)、ARM控制器(29)依次电信号连接；压力传感器(33)、温度和压力信息采集单元(34)、ARM控制器(29)依次电信号连接；姿态传感器(35)和ARM控制器(29)依次电信号连接；信号采集和处理控制系统(11)中的ARM控制器(29)是整个水下分机(2)的控制核心，其控制网络接口芯片(30)接收水上显示控制分机(1)的系统工作参数，并将与发射相关的参数通过UART接口传送至FPGA(19)，并控制FPGA(19)的开始工作和结束工作；将探测距离参数通过UART接口传送至FPGA(28)，并响应FPGA(28)发出的中断信号，通过外部总线接口接收FPGA(28)处理后的目标信息探测结果；控制温度压力采集单元(34)采集温度传感器(32)信息和压力传感器(33)信息；通过UART接口采集姿态传感器(35)信息；最终将所有信息按照规定的数据格式通过控制网络接口芯片(30)，将数据上传至控制计算机(4)存储并通过显示器(6)显示；信号采集和处理控制系统(11)中的FPGA(28)是水下分机(2)的计算核心，其接收ARM控制器(29)传来的探测距离参数产生水下分机工作的同步信号，控制系统的发射，并根据探测距离参数控制对目标回波信号的采集长度；控制模数转换器组(27)依次采集与发射信号对应的、经过多通道信号调理系统(10)的电信号，将模拟信号转换成数字信号，并运用波束形成算法在预定方向上形成接收波束，向ARM控制器(29)发送中断信号将处理后的数据传送至ARM控制器(29)；按照预定的时变增益控制曲线产生TVG增益码值，通过控制数模转换器(31)将增益码值转换成模拟信号控制多通道信号调理系统(10)中的可变增益放大器组(24)对接收信号进行变放大量放大；控制多通道信号调理系统(10)中的模拟开关组(22)，选择圆周探测多通道圆环接收阵列(16)的不同的部分通道。