[发明专利]一种基于多基地声纳的蛙人和水下航行器探测装置

说明书

本发明公开了一种水下领域新型蛙人和水下航行器探测装备，是一种使用高频率声波作为探测媒介且锚系在重要水道，港口的海床(或河床)上，通过多基地收发分离模式实现对水下蛙人，水下航行器等小型目标拦截与报警。本发明包括：浮球，承力复合缆，声发射模块，声接收模块和锚座。装置通过锚系在重要水道，港口的海床(或河床)上，声波收发模块按程序收发声信号，构成声学栅栏，并将数据反馈给岸基站，若收发异常，经过跟踪判断，即实现蛙人和水下航行器探测。本发明采用多基地模式提升声纳抗背景干扰能力，不影响水上/水下通航，结构简单，监测范围广，更适合于蛙人和水下航行器的探测。

技术领域

本发明属于水下运动小目标检测技术领域，主要是采用多基地声纳模式，使用高频声波 束收发模块作为检测仪器且锚系在水道两侧，实现对水下蛙人，水下航行器等小型目标进行 有效拦截报警。

背景技术

水下战斗蛙人可装备各种现代化的高精尖装备，潜入敌方海军港口和海军军事基地进行 破坏活动，对于海军的水面舰艇、军用港口、码头，民用港口、海上钻井平台、海滨重要设 施构成巨大威胁。

近年来，针对UUV，蛙人等蛙人或水下航行器，各国纷纷投入大量人力物力发展蛙人或 水下航行器声学及非声学探测技术的研究，取得了一定的成果，并已拥有商业成型蛙人探测 声纳产品，如英国奎奈蒂克公司的冥府看门狗360，以色列DSIT公司的DDS系列，挪威康 斯伯特公司的SM2000/9000系列，国内中科院声学所的数字多波束蛙人探测声纳等。以上产 品均是采用单基地高频主动蛙人探测声纳模式，不可避免存在信道复杂和背景干扰严重问题 其是浅海背景干扰以混响为主，很容易发生“狼来了”的虚警现象。尽管在这些方面已有人做 了部分努力，王茂盛等人的专利(申请号201010574059.3)提出采用水下声纳相机的模式， 使用声透镜的光学技术，提升分辨率，陈孟君等人的专利(申请号201210364141.2)将声纳 与姿态仪分离，并制造系留平台维持声纳深度，但是以上均采用收发合并的主动声纳模式， 无法避免受信道复杂和背景干扰严重的问题。

多基地声纳同时具有主动和被动声纳的工作特点，探测距离明显高于同等条件下单基地 声纳。但是常规的多基地声纳大多采用接收机在各个不同的方位接收目标回波，存在直达波 抑制问题，西北工业大学的王英明老师在《双/多基地主动声纳目标特性研究》和海军潜艇学 院赵宝庆论文《双/多基地声纳技术发展综述》中都指出直达波只经历了单路传输，所以直达 波很容易掩盖住目标回波，从而使双基地声纳无法实现目标定位，其持续时间和声波直接到 达时间定义了等时到达椭圆，在这个椭圆内，回波将会被直达波所掩盖，无法检测。

发明内容

1、发明目的

本发明提出一种基于多基地声纳的蛙人和水下航行器探测装置，采用收发分离，收发对 应的模式，直接将直达波作为检测蛙人和水下航行器的媒介，避开了常规多基地声纳的缺点， 提升抗背景干扰能力，装置结构简单，成本低，探测效果佳。

2、技术方案

本发明的蛙人和水下航行器探测装置通过承力复合缆将多个声接收模块连接成链，并利 用浮球和锚座垂直固定于河床(海床)底，组成探测锚链，放置于待测水道的一侧，声发射 模块通过承力复合缆与浮球和锚座相连，组成发射锚链，固定于河床(海床)底，置于所需 监测水道另一侧，声发射模块与声接收模块等深设置，承力复合缆与岸基站相连以完成信号 通信。

为了提高探测效果，两条锚链相互之间间隔长度不大于300米。

优选地，可根据不同水深增减声发射模块和声接收模块个数，适用于任意水道，港口， 海峡等水域条件。

优选地，所述声发射模块为多个压电换能器组成的发射水听器阵列，频率范围为60～70kHz，波束开角0.5°，水平扇面120°，垂直扇面±70°，可将多波束直达波直接打到相应 的声接收模块。所述声接收模块使用普通的球形水听器即可。