[发明专利]一种参量阵远程探鱼系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种探鱼系统，特别是一种基于参量阵的远程探鱼系统。

背景技术

中国渔业经过了改革开放以来的高速发展期和近年来的调整整顿，步入了一个持续、稳定、健康的状态。近年来，随着沿海渔业资源的减少，导致出海捕鱼成本急剧升高，急需高科技设备提高捕鱼的成功率。

声波探鱼器是一种通过声波回声原理探测鱼群的仪器，对于提高出海捕鱼的成功率具有十分重要的意义。它的信号源可发射出声波，并在水中受鱼群等的阻碍产生回声，根据发射脉冲和接收回波脉冲间的时间间隔可计算出鱼群所处深度，计算出的鱼群方位，并通过显示屏进行动态显示。传统的声波探鱼仪器一般采用单频或双频超声信号探测鱼群，但由于超声波在水中衰减很快，其探测距离受到较大限制，而采用低频声波时，其指向性较差，能量发散，同样面临探测距离受限，且其在水面与海床间的反复反射会导致混响，严重干扰探鱼效果，这点在浅水区域尤其明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于声参量阵原理，通过参量阵产生的低频定向声波束实现远距离鱼群探测的远程探鱼系统，以解决超声波探鱼系统探测距离近，低频声波探鱼系统易受混响干扰的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案加以实现的：一种参量阵远程探鱼系统，包括：

声参量阵子系统，用以产生高指向性低频声波束，包括：声源，产生探鱼低频电信号；信号处理电路，对声源传来的低频电信号进行幅度调制以产生含低频电信息的高频已调信号，并通过信号处理算法实现信号失真预处理；功率放大器，用以对高频已调信号进行功率放大；发射换能器，用以将高频已调信号发射至水中产生超声波信号，并利用超声波信号在水中的非线性传播效应产生具有高指向性的低频定向声波束；

接收换能器，用以接收由于鱼群反射产生的低频回波，并将该回波送至声参量阵子系统中的信号处理电路中，由该电路调用探鱼算法计算鱼群的方位、分布形状、规模，并进行种群判定；

控制/显示模块，对参量阵远程探鱼系统进行探鱼方向控制，并以图像及文字信息显示鱼群的方位、分布形状、规模及种群等信息；

电源，用以为参量阵远程探鱼系统提供电能。

本发明利用了声参量阵可以产生高指向性低频声波束的特性，使得参量阵远程探鱼系统一方面可以解决传统超声波探鱼系统由于超声波衰减快导致其探测距离近的难题；另一方面，与传统低频探鱼器相比，参量阵远程探鱼系统产生的低频定向声波束具有很强的指向性，可十分有效地降低浅水环境中的多途干扰问题，大幅提升在浅水环境中的鱼群探测能力。

本发明中参量阵产生的高指向性低频声波束，可以根据其指向方位精确地定位鱼群方向，从而大幅提高探鱼的方位精度。与此同时，通过参量阵远程探鱼系统在机械偏转角度内回波情况可以确定鱼群的规模，并通过鱼群的叫声、回波特性等，由参量阵远程探鱼系统中的信号处理电路判断出鱼群种类的信息。

本发明的优点在于既克服了传统超声波探鱼系统探测距离近的缺点，同时还规避了低频声波探鱼系统易受混响干扰，浅水探测效果差的问题，具有探测距离远、探测精度高，以及良好的鱼群方位、分布形状、规模大小及种群判定能力。

附图说明

图1示出了参量阵远程探鱼系统原理图。

图2示出了参量阵远程探鱼系统硬件结构。

图3示出了参量阵远程探鱼系统换能器结构。

图4示出了参量阵远程探鱼系统信号处理流程。

具体实施方式

图1示出了参量阵远程探鱼系统的工作原理。参量阵远程探鱼系统1安装于水下转台2之上；水下转台2安装于固定杆3之上；固定杆3安装于渔船4之上。参量阵远程探鱼系统1首先向水中发射高频已调声波束，并通过该声波束在水中传播的非线性效应产生低频定向声波束5。低频定向声波束5在遇到鱼群或海床后产生回波6。参量阵远程探鱼系统1通过对回波6进行分析，根据海床回波反射与鱼群回波反射的不同特征区分鱼群与海床。由于参量阵远程探鱼系统1发出的低频声波束的角度已知，当有区别于海床的回波返回时，可快速判定鱼群的方向；通过定向声波束5的发出时间及回波6的接收时间准确判定出鱼群所在方向的距离；通过水下转台2的机械旋转，配合在不同角度时的回波6的特征，可以判定鱼群的规模；同时，根据不同种群鱼类的回波特征及其发出的声响特征可以判定鱼群的种类。