[发明专利]一种光纤光栅水听器拖曳阵列监测系统

说明书

本发明公开了一种光纤光栅水听器拖曳阵列监测系统，涉及光纤传感领域，包括水密电子舱、传输光缆和光纤光栅拖曳线列阵，水密电子舱具有外壳体，该外壳体内装载有若干功能模块，所述功能模块与设于外壳体上的供电通讯接口、光缆传输接口连接，所述供电通讯接口对各功能模块进行供电、通讯，所述光缆传输接口通过传输光缆与光纤光栅拖曳线列阵连接，实现水密电子舱与光纤光栅拖曳线列阵之间的光信号传输；所述光纤光栅拖曳线列阵用于接收外界目标信号。本发明采用光纤光栅拖曳线列阵技术，实现细径拖曳阵列，通过低功耗、小尺寸设计将发射和接收的干端设备通过电子舱形式由无人平台舱内移至舱外，避免了拖曳线列阵缆穿舱问题。

技术领域

本发明涉及光纤传感领域，具体涉及一种光纤光栅水听器拖曳阵列监测系统。

背景技术

海上无人平台可通过携带多种传感器和作战模块，执行警戒、侦查、监视、跟踪以及反潜等水下航行和作战任务，具有作战灵活、反应快速、隐蔽性强、可重复执行高风险作战任务的能力等优势，备受各国海军关注，在水下侦察、预警探测等领域具有很高的战术价值和军事应用前景。

无人平台在水声探测领域的应用，促进了适用于无人平台搭载的水声探测装备技术的发展。拖曳线列阵声呐是水下侦查和探测系统的重要组成部分，拖曳线列阵远离搭载平台拖曳，可免受平台噪声干扰，是当代水下战中重要的水下信息获取手段。目前，三维成像声呐、探雷声呐、前视声呐、测扫声呐等在无人平台的应用较多，拖曳线列阵声呐在无人平台上的应用多处于研究阶段。对于大型和超大型海上无人平台，由于载荷能力强、体积大，现有的拖曳线列阵声呐在进行适应性改装后可以进行搭载。但对于中小型无人平台，由于有限的载荷空间和体积，对拖曳线列阵的孔径和布放提出了更高的要求。在无人平台有限空间和载荷能力的前提下，现有的拖曳线列阵声呐面临重量大、释放回收系统复杂、安装空间需求大等难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种光纤光栅水听器拖曳阵列监测系统，具有小尺寸、低功耗的特点，传感部分具备无需供电、无电子元器件、不易受电磁干扰等优点，可有效提升拖曳线列阵对水下目标的探测能力，与传统光纤水听器相比，具有体积小、工艺简单，传感单元仅为一根光纤的尺寸，“串联即成阵”的优势。可推广应用至小核艇、无人潜航器等的细径拖曳阵列上，有效解决小核艇、水下无人航行器拖曳阵列的有限存放空间，以及航程不断提高与探测距离不相适应的矛盾，实现轻载重、小空间搭载和数字化传输。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种光纤光栅水听器拖曳阵列监测系统，包括水密电子舱、传输光缆和光纤光栅拖曳线列阵，水密电子舱具有外壳体，该外壳体内装载有若干功能模块，所述功能模块与设于外壳体上的供电通讯接口、光缆传输接口连接，所述供电通讯接口对各功能模块进行供电、通讯，所述光缆传输接口通过传输光缆与光纤光栅拖曳线列阵连接，实现水密电子舱与光纤光栅拖曳线列阵之间的光信号传输；所述光纤光栅拖曳线列阵用于接收外界目标信号。

作为进一步的技术方案，所述外壳体包括上端盖、下端盖和桶身，桶身为一水密金属圆筒，该桶身与上端盖、下端盖之间采用密封圈水密，并用螺丝固定；所述供电通讯接口以及光缆传输接口内嵌于上端盖上。

作为进一步的技术方案，所述功能模块包括光收发模块、信号解调模块、信号处理模块、数据存储模块和供电控制模块；所述供电控制模块具有多个供电和控制接口，其供电输入端与供电通讯接口电连接，输入电压典型值为+24V，其供电输出端分别与光收发模块、信号解调模块、信号处理模块、数据存储模块电连接，实现供电。

作为进一步的技术方案，所述光收发模块为一光器件集成模块，用于向所述光纤光栅拖曳线列阵提供高功率泵浦激光同时接收返回的光信号并进行解波分处理，激光波长典型值为 980nm或1480nm，光功率典型值大于100mW；该光收发模块输出激光至光缆传输接口，通过传输光缆传输至光纤光栅拖曳线列阵；所述供电控制模块能对光收发模块进行电流控制，从而调节光收发模块输出激光的光功率。