[实用新型]多功能水声测距仪

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及水声测量领域，具体地说是一种水下目标跟踪、定位和导航的水声测量设备。

(二)背景技术

目前，声学定位系统(Acoustic orientation System)仍然是水下目标导航定位的主流，水声定位技术也一直是一项重要的研究课题。水下目标定位跟踪的主要手段是依赖于几何原理的水声学定位方法。在这些方法中，根据声学定位系统的基线长度，我们将水声定位系统分为3种类型：长基线定位系统(Long Base Line)、短基线定位系统(Short Base Line)和超短基线定位系统(Ultra Short Base Line)。其中，长基线定位系统(LBL)相对于短基线和超短基线定位系统有着对安装精度要求不高，无需要做大量的校准工作，在较大范围内可达到较高定位精度等优势，因此，长基线定位系统在定位系统中一直保持着其主导地位。

众所周知，长基线定位系统(LBL)的基阵长度一般在几百米到几千米，需要在海底布设3个以上的基元，以一定的几何图形组成海底定位基线阵，工作船(或被测目标)一般位于基线阵之内，通过测量目标与基元之间的距离来确定目标的坐标。测距仪则是长基线定位系统的关键控制单元之一。

迄今为止，国内现有的测距仪由于受系统复杂性、换能器工艺、功放匹配效果、水声信号处理手段等因素的制约，普遍存在着功能单一、工作频点高、工作带宽窄、作用距离近、测距精度不高以及测距数据更新率低等问题。

(三)发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能够进行水下目标的跟踪、定位和导航，并能够独立完成水声询问信号发射、水声遥控指令编码及发射控制、应答信号接收及处理、时延估计及数据传输控制等多项功能的多功能水声测距仪。

本实用新型的目的是这样实现的：它包括水声信号处理电路部分1、连接水声信号处理电路部分1的液晶显示屏及键盘控制器部分3和外部接口部分4、连接水声信号处理电路部分1和外部接口部分4的电源管理电路部分2和连接水声信号处理电路部分1的声学换能器部分5，水声信号处理电路部分1包括设置在底板9上的水声信号处理声学部分6、电容部分7和功放部分8，外部接口部分4包括插座板17和分别连接底板9的前面板15、后面板16，液晶显示屏及键盘控制器部分3包括设置在前面板15上的分别连接底板9的液晶显示屏13和键盘控制器部分14，电源管理电路部分2包括相互连接的充电部分10、备用电池组11和电源部分12，电源部分12连接底板9和插座板17，声学换能器部分5连接插座板17。

本实用新型还有这样一些技术特征：

1、所述的前面板15的接口包括数字灯36、功放灯37、内同步灯38、外同步灯39、开关1和开关2，后面板16的接口包括内同步接口40、外同步接口41、USB接口42、RS232接口43、模拟器接口44，插座板17的接口包括交流220V电源接口45和声学换能器接口46；

2、所述的水声信号处理声学部分6由晶振18、锁相环PLL19、外部数据缓存器SDRAM20、DSP处理器21、外部程序存储器FLASH22、FPGA逻辑芯片23、宽带接收机24、单通道A/D变换器25、双通道D/A变换器26、低通滤波器27及光耦28组成，晶振(18)连接锁相环PLL19连接DSP处理器21和FPGA逻辑芯片23，外部数据缓存器SDRAM20和外部程序存储器FLASH22连接DSP处理器21，宽带接收机24连接单通道A/D变换器25连接FPGA逻辑芯片23，FPGA逻辑芯片23连接双通道D/A变换器26连接低通滤波器27连接光耦28，外部接口部分4和液晶显示屏及键盘控制器部分3连接FPGA逻辑芯片23；

3、所述的电容部分7由电容组并联组成，电容组的正负极通过96位接插件连接到底板9上与电源管理电路部分2相连；

4、所述的功放部分8包括高频发射、接受电路和低频发射、接受电路，通过高频、低频两套功率放大和匹配网络与声学换能器部分5相连；

5、所述的声学部分6、电容部分7和功放部分8分别通过一对96管脚的接插件固定在底板9上，功放部分8接收电路的输出连接声学部分6的宽带接收机24的输入端，声学部分6的DA后级放大电路的输出接到功放部分8的低频发射电路的输入端，电容部分7的正负两极分别接到功放电源32的正极和功放地；

6、所述的声学换能器部分5由高频换能器和低频换能器组成，高频换能器的正负极连接功放部分8的高频发射、接收电路，低频换能器的正负极连接功放部分8的低频发射、接收电路，声学换能器部分5连接插座板17。