[发明专利]水声信号采集传输系统和方法

说明书

本发明提供了一种水声信号采集传输系统和方法，涉及数据处理技术领域，水声信号采集传输系统包括：采集电子舱和采集阵列；采集阵列连接在采集电子舱的指定两侧；采集阵列用于对采集到的水声信号进行声电转换和阵列接收，得到声学差分信号；采集电子舱用于对声学差分信号进行传输预处理操作，并将传输预处理操作后的声学差分信号通过光纤传输至信号处理设备；其中，传输预处理操作包括信号放大操作、信号滤波操作和程控增益控制操作。本发明可以全方位的接收信号，能够准确定位声源的具体位置，并且可以进行超远距离传输，提升了数据传输的稳定性。

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其是涉及一种水声信号采集传输系统和方法。

背景技术

水声信号主要表现为声呐信号、水下目标的回波信号、目标舰船的辐射噪声和海洋噪声信号等，需要通过电子测量方式进行水声信号采集，为水下目标识别和信号处理系统提供输入参量。

目前针对水声信号的分析处理主要建立在对其原始信号的准确有效采集的基础上。然而，通过多元阵基阵进行水声信号采集时，输出信号的路数较多，因此容易受到噪声干扰，特别是海洋混响等噪声的干扰，导致对水声信号数据采集和处理速度、数据实时上传等方面受到极大的限制。传统的水声信号采集系统在进行信号采集的过程中，无法对多路通道信号进行实时监视，不能实时的将所有通道的采集数据上传到采集控制计算机中当场进行数据的分析处理，也不能远距离数据传输；并且采集和处理过程分开执行(也即采用首先将信号进行采集保存，然后再将采集信号进行解析和分析处理的方式)，也无法实时做到声源定位，并且目前得到的定位结果精准度较低。

并且，由于采集基阵在水平指向性设计上还不能完全达到全方面无差别，因此在接收采集信号时，往往会导致某些方位角度由于指向性弱导致接收信号短，因此远距离接收信号会导致接收信号不准确或者无法捕捉到正确信号，或被距离声源覆盖，达不到理想水平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水声信号采集传输系统和方法，可以全方位的接收信号，能够准确定位声源的具体位置，并且可以进行超远距离传输，提升了数据传输的稳定性。

第一方面，本发明提供一种水声信号采集传输系统，水声信号采集传输系统包括：采集电子舱和采集阵列；采集阵列连接在采集电子舱的指定两侧；

采集阵列用于对采集到的水声信号进行声电转换和阵列接收，得到声学差分信号；

采集电子舱用于对声学差分信号进行传输预处理操作，并将传输预处理操作后的声学差分信号通过光纤传输至信号处理设备；其中，传输预处理操作包括信号放大操作、信号滤波操作和程控增益控制操作。

在可选的实施方式中，安装在采集电子舱的每一侧的采集阵列均包含多个阵列基元；其中，多个阵列基元包括第一数量的4基元阵和第二数量的6基元阵；采集阵列的阵列基元包括陶瓷圆管、去耦材料和不锈钢盖板；其中，阵列基元的外表面通过硫化方式进行包覆。

在可选的实施方式中，阵列基元包括并联连接的指定数量陶瓷圆管。

在可选的实施方式中，当阵列基元为所述4基元阵时，指定数量为4个；当阵列基元为所述6基元阵时，第二数量6个。

在可选的实施方式中，安装在采集电子舱的每一侧的采集阵列的多个阵列基元之间按照预设的非等间距布阵方式进行布阵。

在可选的实施方式中，预设的非等间距布阵方式为：按照第一数量的每个4基元阵的之间间距为50mm、第二数量的每个6基元阵之间的间距为70mm的方式进行布阵。

在可选的实施方式中，采集电子舱至少包括信号调理模块、模数转换模块；

信号调理模块用于接收采集阵列输出的声学差分信号，对声学差分信号进行滤波和程控放大操作，得到处理后的声学差分信号；其中，信号调理模块包括多个采集通道；采集通道的数量与采集阵列的阵列基元的个数对应设置；