[发明专利]一种高分辨测深侧扫声呐及其探测方法

权利要求书

1.一种高分辨测深侧扫声呐，其特征在于：包括甲板单元和水下单元，所述甲板单元主要是设置于母船（1）上的控制台（2）；所述控制台（2）主要由控制模块、存储模块和电源模块构成；

所述水下单元包括电子密封舱（3）、左舷收发合置换能器（4）、右舷收发合置换能器（5）和接收换能器阵（6），所述电子密封舱（3）固定于母船（1）底部，左舷收发合置换能器（4）和右舷收发合置换能器（5）相对设置于电子密封舱（3）两侧，左舷收发合置换能器（4）和右舷收发合置换能器（5）均与母船（1）航向平行设置，接收换能器阵（6）固定于电子密封舱（3）艏部且与母船（1）航向垂直；

所述电子密封舱（3）内部设置有主控板（31）、电源通信板（32）、换能器信号接收采集板（33）、左舷发射接收板（34）和右舷发射接收板（35）；

所述电源通信板（32）通过水密电缆与控制台（2）连接，电源通信板（32）、换能器信号接收采集板（33）、左舷发射接收板（34）和右舷发射接收板（35）均与主控板（31）电信号连接；换能器信号接收采集板（33）通过水密电缆与接收换能器阵（6）连接；左舷发射接收板（34）通过水密电缆与左舷收发合置换能器（4）连接；右舷发射接收板（35）通过水密电缆与右舷收发合置换能器（5）连接；

所述换能器信号接收采集板（33）由信号采集调理模块、模数转换模块、数字滤波模块依次连接而成；

所述左舷发射接收板（34）由功率放大器模块、信号采集调理模块、收发转换模块依次连接而成；

所述右舷发射接收板（35）由功率放大器模块、信号采集调理模块、收发转换模块依次连接而成。

2.根据权利要求1所述的一种高分辨测深侧扫声呐，其特征在于：所述左舷收发合置换能器（4）和右舷收发合置换能器（5）呈45°～60°夹角设置。

3.根据权利要求1所述的一种高分辨测深侧扫声呐，其特征在于：所述电子密封舱（3）顶部设置有安装法兰（36），电子密封舱（3）通过安装法兰（36）固定于母船（1）上，水密电缆从安装法兰（36）中间穿出。

4.根据权利要求1所述的一种高分辨测深侧扫声呐，其特征在于：所述控制台（2）上还外接有GPS系统、表面声速头、姿态传感器。

5.一种高分辨测深侧扫声呐的探测方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、发射声信号：控制台（2）给出探测触发信号，主控板（31）得到信号后，驱动左舷发射接收板（34）、右舷发射接收板（35）产生功率放大器模块的发射驱动信号，通过收发转换模块驱动左舷收发合置换能器（4）、右舷收发合置换能器（5）发出声信号，声信号在水底分别形成左侧和右侧地貌侧扫脚印；

S2、接收声信号：步骤S1中左右两侧的声信号达到水底后产生散射回波信号，分别通过左舷发射接收板（34）、右舷发射接收板（35）中的收发转换模块结合信号采集调理模块，对接收的回波信号进行放大、滤波、数模转换后发送至主控板（31）；接收换能器阵（6）接收地貌侧扫脚印内目标的散射回波信号后，换能器信号接收采集板（33）中的信号采集调理模块、模数转换模块、数字滤波模块对信号进行放大、模数转换、数字滤波后发送至主控板（31）；

S3、信号处理：

1）左侧、右侧地貌侧扫脚印产生的回波信号经主控板（31）进行侧扫声呐信号处理，得到左、右舷地貌侧扫成像；

2）主控板（31）对换能器信号接收采集板（33）传回的信号进行横向波束的波束形成处理，形成横向排布的接收脚印，分析接收脚印与地貌侧扫脚印相重叠部分，得到横向排布的地形测深脚印；

3）主控板（31）对步骤2）中的横向波束形成处理结果进行底检测处理，得到波束方向的到达时间估计，进一步结合波束的波束指向角，得到地形测深脚印上的地形测深成像结果。