[发明专利]一种宽覆盖高精度浅海多波束测深仪

说明书

本发明公开了一种宽覆盖高精度浅海多波束测深仪，涉及声纳设计技术领域，主要包括基阵，基阵包括发射阵和接收阵，基阵内部形成空腔，电子舱设置在基阵的空腔内，基阵顶部设置综合水密电缆用于连接电子舱并将电子舱内的数据传输至信号处理计算机。本发明的有益效果为：实现了基阵边缘波束比中心波束增益提升15dB的效果，不仅大幅削弱了中心波束正入射海底强的混响，还极大地提升了覆盖宽度；实现各波达方位上接收孔径的近似均匀分布，改善了水平维条带上波束分辨率的均匀性；提升了在大覆盖角波达方位上的有效孔径，确保高精度探测性能；采用内嵌式显控与信号处理软件框架，接轨国际通用多波束数据协议，提升设备集成度与通用性。

技术领域

本发明涉及声纳设计技术的领域，具体涉及一种宽覆盖高精度浅海多波束测深仪。

背景技术

多波束测深仪是一种利用多波束回声信号测量、绘制海底地形和水深的装置。当前，国内多波束市场基本被国外产品占据，其中适用于浅海测深的典型主流产品主要有Sonic2024(美国R2SONIC公司)、Seabat8125(丹麦Teledyne RESON公司)、EM3002(挪威Kongsberg Maritime公司)等，国内有一些尚未成熟的多波束产品，大多模仿国外设计。

换能器基阵设计方面，Sonic2024、Seabat7125均采用常规“T型”基阵架构，发射阵、接收阵分离式设计，发射阵皆采用半圆柱型，接收阵则皆为直线型；EM3002采用“V型”基阵架构，发射接收阵一体设计，皆采用平面型。电子部分及软件方面，Sonic2024将预处理电路、发射电路及信号处理软硬件尽数置于基阵空腔内，干端为接口单元与显示控制单元；Seabat7125和EM3002则只将预处理电路与发射电路置于基阵空腔内，干端为信号处理单元、接口单元与显示控制单元。

从基阵总体设计角度来看，不论是“T型”基阵架构还是“V型”基阵架构，均存在中心波束混响严重，水平维条带波束分辨率不均匀，大覆盖角边缘波束精度低等严重制约浅海多波束测深仪宽覆盖、高精度性能的核心问题，而这些缺陷若试图通过信号处理方法进行改善，则不但收效甚微，而且代价巨大；从设备使用成本角度来看，将包含信号处理硬件在内的绝大部分电子单元置于湿端，虽然使干端显得十分简便，但由于湿端受安装与适用环境影响，使其在船只停靠、设备吊放时存在较大安全隐患，尤其对于国内用户，一旦湿端碰撞受损，只能整体返厂，高额的维修经费和漫长的送修周期将成为巨大的困扰。

为进一步提高浅海多波束声纳宽覆盖与高精度的核心探测性能，从根本上解决中心波束混响强、水平维条带波束分辨率不均匀、大覆盖角边缘波束精度低等问题，一种宽覆盖高精度浅海多波束声呐系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种宽覆盖高精度浅海多波束测深仪，有效解决了中心波束正入射海底强混响严重、水平维条带波束分辨率不均匀、大覆盖角边缘波束精度低、维护维修成本大等几个方面的问题。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种宽覆盖高精度浅海多波束测深仪，主要包括基阵，所述基阵由辐射面均为“U”状抛物线型的发射阵和接收阵组成，所述发射阵和接收阵均由若干内部中空的基阵单元串联组成，并在基阵内部形成空腔，在基阵两端安装密封板通过定位螺栓将发射阵、接收阵串联固定，电子舱通过设置在空腔底部的导轨推入空腔内，并卡在密封板上，基阵顶部设置综合水密电缆用于连接电子舱并将电子舱内的数据传输至信号处理计算机；所述密封板外侧通过密封圈密封并用螺钉与盖板固定，所述基阵两侧的盖板外侧安装前后导流罩，基阵顶部设置吊臂法兰。

进一步讲，所述基阵单元包括装有陶瓷颗粒的定位骨架，定位骨架上灌注去耦层和匹配层，并盖装环氧板，若干基阵单元通过定位螺栓串联分别形成发射阵和接收阵。

进一步讲，所述综合水密电缆外周包围设置有电缆头导流套。

进一步讲，所述电子舱内装有用于波形产生、功率放大、前置预处理、采集传输、时钟同步的功能单元模块。