[实用新型]一种超短基线阵系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及水声定位及通信设备领域，特别是涉及一种超短基线阵系统。

背景技术

对用于水下导航的应答器进行定位，需要使用多阵元的声呐阵。其中超短基线阵是声呐阵中体积最小，重量最轻的一种。超短基线阵携带方便，各种船体均可方便安装使用。

传统的超短基线阵系统是由若干个应答器构成的平面阵，这种阵型的缺点是，应答器的回波在声阵两端的水听器的相位差越小精度越高，当应答器位于声阵正下方时，相位差为零，精度最高。但是当应答器深度较小，贴近海面时，相位差增大，定位精度就会有极大下降，尤其是垂直方向的定位精度。当水平距离较远而水深较浅，此时有可能形成盲区。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是如何在保证超短基线阵系统体积小的情况下，提高应答器的定位精度。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种超短基线阵系统，其包括：发射换能器和四个接收水听器，所述四个接收水听器在水平面上呈十字型设置。

上述超短基线阵系统中，同一阵线上的两个接收水听器的垂直位置高于另一阵线上的两个接收水听器。

上述超短基线阵系统中，垂直位置高度不同的两条阵线相互垂直。

上述超短基线阵系统中，所述接收水听器与放大滤波电路相连，所述放大滤波电路用于对所述接收水听器接收的信号进行滤波放大处理。

上述超短基线阵系统中，相互垂直的所述两条阵线之间的垂直距离为1cm-10cm。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的超短基线阵系统中，四个接收水听器在水平面上十字型布放，一条阵线上的两个接收水听器的垂直位置高出另一阵线上的两个接收水听器一定距离，构成垂直孔径，通过等效阵元方法对四个接收水听器的相位进行数据融合，带入垂直孔径长度数据可直接解出目标位置；该阵元系统体积小，能够提高目标定位精度。

附图说明

图1是超短基线阵系统定位原理图；

图2是本实用新型实施例超短基线阵系统的结构示意图。

其中，1：一号阵元；2：二号阵元；3：三号阵元；4：四号阵元；5：一号等效阵元；6：二号等效阵元；7：声阵水平孔径面；8：声阵垂直孔径面；9：声阵合成孔径面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

图1示出了超短基线阵系统的定位原理图，以最简单的超短基线阵L型阵为例来进行说明，L型超短基线阵包括按照L型结构布置的三个接收水听器，基线阵坐标原点O点是基准相位的一号接收水听器，即一号阵元1，其接收的信号视为零相位。二号接收水听器和三号接收水听器分别记为二号阵元2和三号阵元3，二号阵元2和三号阵元3的接收信号与一号阵元1的相位差，分别能确定一号接收水听器到应答器的斜距线与两个垂直阵线的夹角θ₁₂和θ₁₃，通过这两个夹角可以算出目标应答器的水平坐标值。用时延差测出斜距R后，根据各阵元与目标应答器之间构成的三角形，用勾股定理解出目标应答器的垂直坐标。图1中，斜距R与水平面夹角称为目标的俯仰角。斜距一定，俯仰角越小，目标垂直坐标值越小，即距海平面越近，这时由于相位差增大，测相误差会很高。