[发明专利]一种深海水下目标监测装置及监测方法

权利要求书

1.一种深海水下目标监测装置，其特征在于，该装置包括：数据处理中心、上位机、MCU、北斗定位模块、可调电源模块、发射单元、接收单元、发射线圈、接收线圈以及收发切换继电器，其中：北斗定位模块实时记录测点位置数据存储到上位机中；通过上位机设置电压参数，控制可调电源模块，设置合适的电源电压和设置激发频率参数；所述MCU根据上位机设置的参数产生具有拉莫尔进动频率的触发信号，发射单元在发射线圈上产生相应频率的交变电流；MCU通过收发切换继电器切断发射单元的发射电流，并通过收发切换继电器连接接收单元与接收线圈，通过接收单元接收被测海水所产生的磁共振信号传输至上位机；上位机对测点信号的特征参数进行处理分析，比对无异常时的信号特征，确定监测过程中是否存在水下目标，若存在信号特征异常，结合北斗定位信息确定水下目标位置，通过可调电源模块利用北斗系统的短报文发送功能将目标信息通过卫星发送至建立在海岸的数据处理中心，数据处理中心结合多点监测数据，确定水下目标的位置、大小、航向、航速等动态特征，完成对水下目标的监测。

2.按照权利要求1所述的深海水下目标监测装置，其特征在于，所述发射单元包括：

H桥驱动电路用于接收MCU的控制信号，并与可调电源模块连接；

H型桥路通过H桥驱动电路驱动导通关断，使发射线圈激发出相应频率的交变电流；

以及与H型桥路的输出端连接的配谐电容，所述配谐电容通过收发切换继电器连接发射线圈。

3.按照权利要求1所述的深海水下目标监测装置，其特征在于，接收单元通过收发切换继电器连接发射/接收线圈，包括：匹配电路、信号调理电路、程控放大电路、以及信号采集单元，接收的信号经过匹配电阻将接收的信号进行阻抗匹配经由信号调理电路与程控放大电路对信号进行滤波放大处理后由信号采集单元存入上位机。

4.按照权利要求1所述的深海水下目标监测装置，其特征在于，所述的发射线圈与接收线圈置于海中，通过抗拉绳和电缆与装置的相应电路部分相连。

5.一种深海水下目标监测方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1，采用北斗定位实时记录测点位置数据；

步骤2，设置合适的电源电压和设置激发频率参数，发射/接收线圈发产生相应频率的交变电流，激发频率固定的交变电磁场，使海水中大量氢质子跃迁到高能级上；

步骤3，切断发射电流，氢质子回到低能态过程中释放出大量具有拉莫尔频率的能量子，在发射/接收线圈中感应出磁共振信号；

步骤4，对每个测点信号的特征参数进行处理分析，比对无异常时的信号特征，确定监测过程中是否存在水下目标，若存在信号特征异常，结合北斗定位信息确定水下目标位置；

步骤5，利用北斗系统的短报文发送功能将目标信息通过卫星发送至建立在海岸的数据处理中心，数据处理中心结合多点监测数据，确定水下目标的位置、大小、航向、航速等动态特征，完成对水下目标的监测。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，监测前在海面确定测区位置，确定等间隔测线、等间距测点，逐点布设监测装置，并将发射线圈与接收线圈投放入海中，发射线圈与接收线圈通过抗拉绳和电缆与监测装置的其他电路系统相连，接收单元和发射单元均通过悬浮板漂浮在海面上。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中还包括，通过上位机设置相关参数，控制可调直流电源输出合适电压，该电压作为H型桥路所连发射/接收线圈的发射电压，产生相应频率的交变电流，对发射线圈所包围的海水进行激发。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中还包括，发射线圈产生交变电流之前，MCU控制收发切换继电器断开；发射完毕后，利用正反并联的二极管吸收发射回路的能量，MCU控制收发切换继电器闭合，接收线圈感应接收线圈内海水所产生的磁共振信号。

9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，同一电源电压多次重复步骤2-4，重复次数由海水中电磁噪声环境而定，将重复测得数据进行叠加及压噪处理，去除噪声干扰，然后通过串行总线上传到上位机进行保存。