[发明专利]一种基于深水水下滑翔机的四通道水听器阵列及运行方法

权利要求书

1.一种基于深水水下滑翔机的四通道水听器阵列，其特征在于，该四通道水听器阵列(10)固定在深水水下滑翔机(1)上，该四通道水听器阵列(10)包括：封装结构(11)、四个深水传感器(4)和信号处理与控制子系统；

四个深水传感器(4)等间距封装在封装结构(11)内，封装结构(11)的中部向外延伸出水密接头(3)；水密接头(3)通过电缆与设置在深水水下滑翔机(1)的机翼下方的滑翔机电子舱(12)密封连接，且四通道水听器阵列(10)与设置在滑翔机电子舱(12)内的信号处理与控制子系统连接。

2.根据权利要求1所述的基于深水水下滑翔机的四通道水听器阵列，其特征在于，所述信号处理与控制子系统包括：信号采集模块、信号处理模块、控制与状态监控模块、以太网通信模块、外设接口模块、存储模块和电源模块；

所述信号采集模块、信号处理模块、控制与状态监控模块、以太网通信模块、外设接口模块、存储模块和电源模块均安装在滑翔机电子舱(12)内；信号采集模块和水密连接器连接，外设接口模块上设有的多个高速数据接口，分别与信号采集模块、以太网通信模块、信号处理模块和存储模块连接，且外设接口模块通过在其上设有的串行通信接口和控制与状态监控模块连接；控制与状态监控模块与电源模块连接；信号处理模块与存储模块连接；

所述四通道水听器阵列(10)，用于对深海目标同时采集四次声学信号，并将每次采集的声学信号进行声电转换，获得转换后的电信号，并将转换后的电信号进行放大处理，获得放大后的电信号，进而得到四个放大后的电信号；

所述信号采集模块，用于采集四个放大后的电信号，并对每通道放大后的电信号进行滤波和二次放大，获得处理后的电信号，并将其进行模数转换，获得数字信号，进而得到四个数字信号；

所述外设接口模块，用于接收四个数字信号，并将其发送至信号处理模块；

还用于根据控制与状态监控模块的指令，对接收的四个数字信号进行转发或分发，对深海目标的位置信息，以及每个数字信号的能量和频谱进行存储和上传；

还用于将四个数字信号、深海目标的位置信息，以及每个数字信号的能量和频谱进行存储；

还用于根据上位机的指令，将深海目标的位置信息，以及每个数字信号的能量和频谱整体装订成帧后，发送至上位机；

所述信号处理模块，用于将得到的每个数字信号进行信号处理，获得深海目标的位置信息，以及每个数字信号的能量和频谱；

所述控制与状态监控模块通过以太网通信模块与上位机进行网络连接，用于根据上位机发送的控制指令，监控各个模块的运行状态，同时与外设接口模块进行数据交换；

所述以太网通信模块利用TCP/IP通信协议，将外设接口模块与上位机进行相互通讯，外设接口模块接收上位机发送的指令，并根据指令将经过信号处理模块处理后的数据或通过信号采集模块采集的数字信号上传至上位机；

所述存储模块，用于存储信号采集模块采集的每个数字信号或数字信号的能量和频谱；

所述电源模块，用于将由深水水下滑翔机接入的电压转换为四通道水听器阵列(10)所需的输入电压。

3.根据权利要求2所述的基于深水水下滑翔机的四通道水听器阵列，其特征在于，所述深水传感器(4)包括依次串联设置的第一耐压材料(5)、第一有源材料(6)、前放板(7)、第二有源材料(8)和第二耐压材料(9)；

其中，前放板(7)为前置放大电路板，且前放板(7)位于第一有源材料(6)和第二有源材料(8)之间；

所述第一耐压材料(5)、第一有源材料(6)、第二有源材料(8)和第二耐压材料(9)均为中空圆柱结构，且均为薄壁压电陶瓷圆管。

4.根据权利要求2所述的基于深水水下滑翔机的四通道水听器阵列，其特征在于，所述信号采集模块包括：采集单元、AD转换器和增益控制与滤波电路；

所述采集单元，用于采集四个放大后的电信号；

所述增益控制与滤波电路，用于对采集的每个放大后的电信号进行滤波和二次放大处理，获得处理后的电信号；

所述AD转换器，用于将每个处理后的电信号进行模数转换，实现信号的量化，获得数字信号。