[发明专利]一种可选水平覆盖范围的圆柱型小目标探测声纳基阵

说明书

本发明公开了一种可选水平覆盖范围的圆柱型小目标探测声纳基阵，其包括电子仓壳体、发射换能器基阵、接收换能器基阵以及发射变压器等。其中，发射换能器基阵由至少两个圆弧阵通道组成，各个圆弧阵通道在发射换能器基阵的圆周方向上均匀分布，且所有圆弧阵通道共同覆盖水平360度方向，每个圆弧阵通道连接一个发射变压器，且由相应的发射变压器驱动。本发明可根据工作环境情况选择全部或部分圆弧阵通道进行工作，当选择部分圆弧阵通道工作时，一般选取邻近的连续几个圆弧阵通道构成一个大的圆弧阵进行工作，便于进行波束形成等后续信号处理，如此在近岸港口环境工作时，正对岸边的圆弧阵通道可选择不发射声波信号，有效地抑制了来自岸边的混响干扰。

技术领域

本发明属于水下小目标探测技术领域，尤其涉及一种可选水平覆盖范围的圆柱型小目标探测声纳基阵。

背景技术

小目标探测声纳是保护港口、水面舰艇不受蛙人、UUV等物理尺寸小的水下慢速移动目标威胁的重要手段，它是在西方发达国家的海洋战略方针指导下逐步发展起来的。过去，美国及北约奉行“蓝水海战”，海上探测和防御的对象主要是舰船和潜艇等大型目标，对军事和商业港口的防护多局限在空中，对水下防御需求不高。而且当时几乎没有国家开发出适合潜入港口和输送蛙人的小型安静型水下运载器，相关技术也没有得到重视和发展。

冷战后，随着大洋中苏联潜艇的销声匿迹，以美国为首的各主要西方国家纷纷把对海上军事战略的关注由深海转向浅海乃至港口附近水域，浅水水声探测技术兴起。另一方面，近年来随着科学技术的发展，恐怖主义袭击也开始具有鲜明的“非对称性”特点。利用蛙人、水下无人平台（UUV）等小型武器，就可以造成巨大的生命和财产损失。

随着水下武器装备小型化的发展和世界恐怖主义威胁的日趋紧张，港口防御小目标入侵问题已经凸显出来，针对小目标的探测技术也得到快速发展。

因此，在重要水域或港口布放声纳探测设备，对入侵目标进行探测、定位、识别以及跟踪，是目前对抗水下蛙人、运载器、水下机器人等威胁的重要手段。

小目标探测声纳是以蛙人、UUV等小目标为探测对象的高分辨率图像声纳，小目标探测声纳的设计主要受到距离方位分辨率和作用距离的制约。小目标探测声纳一般布放在浅水区或近岸港口，在水下十几米深度工作，且蛙人、UUV目标速度低、目标反射强度很小，因此提高小目标探测声纳作用距离的关键是如何提高信混比，抑制海面和海底的界面混响干扰。一般所采用的方法，一是合理设计发射信号形式，通过接收机和信号处理，尽量抑制混响。二是通过在后置信号处理中利用动目标航迹特征等方法进行混响抑制。

目前，国内外小目标探测声纳普遍采用的圆柱型换能器基阵，均采用全向360度水平方向发射与接收，以实现对水下慢速小目标的探测与跟踪；然而，在将圆柱型换能器基阵部署在近岸港口进行水下安保时，小目标探测声纳采用的是360度全向发射声波，岸边带来的混响干扰将严重影响声纳的探测效果。可见，现有的圆柱形换能器基阵需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可选水平覆盖范围的圆柱型小目标探测声纳基阵，能够灵活选择发射声波水平覆盖范围，以有效地减小近岸工作时海岸带来的混响干扰。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种可选水平覆盖范围的圆柱型小目标探测声纳基阵，包括电子仓壳体、发射换能器基阵、接收换能器基阵以及发射变压器；

发射换能器基阵以及接收换能器基阵均采用环形柱状结构；

发射换能器基阵由至少两个圆弧阵通道组成，其中，各个圆弧阵通道在发射换能器基阵的圆周方向上均匀分布，且所有圆弧阵通道共同覆盖水平360度方向；

每个圆弧阵通道均由多个列结构阵并联组成；

发射变压器有多个，且发射变压器的数量与圆弧阵通道的数量相等，每个圆弧阵通道与一个发射变压器对应相连，并由相应的发射变压器驱动。