[发明专利]水下声波周界入侵探测系统及方法

说明书

本发明涉及一种水下声波周界入侵探测系统及方法，该系统包括声波发射装置、声波接收装置及分析处理装置；所述声波发射装置及声波接收装置分别垂直插置于待防护水下区域周界两端，所述发声单元与所述拾音单元呈对视状态；所述声波发射装置用于发射声波信号，通过将所述声波发射装置与声波接收装置之间的水作为传声介质，以直射波的形式传输至所述声波接收装置，形成覆盖水面至水底纵向防护的声波墙；所述分析处理装置与所述声波接收装置通信，用于当有移动目标穿过所述声波墙时，对所述声波信号进行检波，基于声波信号变化特征分析得出水下声波周界入侵探测结果。本发明安装简单，探测准确度高，适用性强，成本适中。

技术领域

本发明属于水下声波周界防护技术领域，具体涉及一种水下声波周界入侵探测系统及方法。

背景技术

现有水下声波周界防护手段，以多个浮球声呐装置浮于海面连接成防护线为主，浮球声呐装置利用声音反射波原理，受水底地形，水底环境影响较大，且成本较高，由于浮球声呐装置浮于海面，目标明显，易被破坏。另外，现有声呐系统对蛙人、游泳者等小目标入侵探测灵敏度低，易当成噪音被抑制。

有鉴于此，急需一种安装简单，探测准确度高，适用性强，成本适中的水下声波周界入侵探测系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水下声波周界入侵探测系统，以解决上述技术问题。

本发明提供了一种水下声波周界入侵探测系统，包括声波发射装置、声波接收装置及分析处理装置；

所述声波发射装置及声波接收装置分别垂直插置于待防护水下区域周界两端，所述发声单元与所述拾音单元呈对视状态；

所述声波发射装置用于发射声波信号，通过将所述声波发射装置与声波接收装置之间的水作为传声介质，以直射波的形式传输至所述声波接收装置，形成覆盖水面至水底纵向防护的声波墙；

所述分析处理装置与所述声波接收装置通信，用于当有移动目标穿过所述声波墙时，对所述声波信号进行检波，基于声波信号变化特征分析得出水下声波周界入侵探测结果。

进一步地，所述声波发射装置由多个发声单元直线排列组成直线型声波发射阵列。

进一步地，所述声波接收装置由多个拾音单元直线排列组成直线型拾音阵列。

进一步地，该系统还包括与所述分析处理装置连接的报警装置，所述报警装置用于当所述探测结果为有目标入侵时，进行报警提示。

进一步地，所述分析处理装置包括：

锁相环选频电路，用于提取所述声波信号中指定频率的调幅载波信号；

时序采样电路，用于根据调幅载波信号的频率输出方波信号；

峰谷值镜像跟踪采样电路，用于根据所述方波信号，对提取的调幅载波信号进行同步峰谷值镜像跟踪，即同步跟踪调幅载波信号的峰谷值，还原出该调幅载波信号的变化幅度，对应生成与该调幅载波信号一致的镜像载波信号，并利用与载频同步的脉冲信号对镜像载波信号的峰谷值电压信号进行采样保持；

差分放大电路，用于对所述峰谷值镜像跟踪采样电路采样保持后的峰谷值电压信号进行差分运算，输出调幅检波信号。

进一步地，所述时序采样电路根据调幅载波信号的频率输出多种不同采样时序的方波信号。

进一步地，所述峰谷值镜像跟踪采样电路包括多个模拟开关、多个比较器、射随器和多个电容。

进一步地，所述峰谷值镜像跟踪采样电路利用电路中电容的充放电效应还原出调幅载波信号的变化幅度以对应生成与原信号一致的镜像载波信号。

进一步地，通过采样时序电路控制相应的模拟开关闭合或断开，从而对电路中的电容充电的峰值电压以及放电的谷值电压进行采样。