[实用新型]一种水下目标感知海缆

说明书

技术领域

本实用新型涉及水下目标探测、定位和识别领域，尤其涉及一种水下目标感知海缆。

背景技术

随着海洋竞争的日趋激烈，如何更加精准可靠地对水下目标(包括潜艇、海洋哺乳动物、鱼类等)进行探测、定位和识别，已经成为各海洋强国所关注的焦点。海底固定监测阵能够长期有效地进行海底实时原位固定监测，是当前水下目标监测的最主要手段之一。但是由于功耗大、成本高、稳定性差、设备小型化程度不足等诸多方面的限制，海底固定监测阵的实际应用仍面临诸多技术难题，比如，其中比较突出的技术难题表现在：(1)能耗大、岸站设备庞大；(2)一体化集成程度低；(3)系统稳定性差；(4)设备小型化不足。

当前的海底固定监测阵均采用电缆供电，这种方式下进行远距离电能传输时线路损耗非常大，且需要庞大的岸基供电设备支撑，成本高、维护难、稳定性差。当前海底固定阵的另一个问题是传感设备小型化不足，集成难度大，增加了工程部署及运营维护的难度。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种水下目标感知海缆，该海缆具有制作简单、成本低、损耗低、体积小、易于集成、易于维护和寿命长等优点。

为了实现上述目的，本实用新型解决其技术问题的技术方案为：

一种水下目标感知海缆，包括送电光源、送电光纤、光能-电能转换模块、水听器、第一光纤网卡和通信光纤。

送电光源一端与输电线相连，另一端与送电光纤相连，用于将来自输电线的电能转换为光能并提供给送电光纤。

光能-电能转换模块一端与送电光纤相连，另一端与水听器相连，用于将来自送电光纤的光能转换为电能并提供给水听器。

第一光纤网卡一端与水听器相连，另一端与通信光纤相连，用于将水听器感知到的水声信号转换成光信号并输出到通信光纤。

进一步的技术方案为：其中水听器为多个，所述水下目标感知海缆还包括光功率分路器，光功率分路器的两端分别与送电光纤和光能-电能转换模块相连。

对水下目标进行精确的测向定位需要采用具有一定孔径的水听器阵列，故在单一水听器的基础上，结合实际海域情况构造具有一定间隔的水听器阵列。光功率分路器集成在送电光纤上，起分流作用，依据支路光功率需求，预先设计光波通量。

进一步的技术方案为：还包括光信号复用器，光信号复用器的两端分别与第一光纤网卡和通信光纤相连。

进一步的技术方案为：还包括第二光纤网卡，第二光纤网卡的两端分别与通信光纤和信号处理中心相连，用于将来自通信光纤的光信号转换为电信号并输出到信号处理中心。

送电光源是将光能转换为电能的设备，为满足送电需求，送电光源设计需满足发光面积与光纤心径尺寸相匹配，而且送电光源和光纤之间应有较高的耦合效率，送电光源的光波长为800nm～1200nm，该波段为适合光纤传输的低损耗波段。

光信号复用器是用于控制波分复用信道的光纤通信设备，作用是将水听器监测到的水声数据以波分复用的方式上传至信号处理中心，光信号复用器的工作波长为1310nm或者1550nm。

光能-电能转换模块是将光能转换为电能的设备，本实用新型的光能-电能转换模块采用单晶硅太阳能电池板、多晶硅太阳能电池板或者薄膜太阳能电池板。其中，优选的技术方案为采用单晶硅太阳能电池板，因为在当前技术条件下使用单晶硅实现光能-电能转换的效率是最高的。太阳能电池板的规模需依据微机电系统矢量水听器的功耗需求进行设计。

本实用新型的水听器为微机电系统矢量水听器。微机电系统矢量水听器是感知水下声信号的设备，是利用敏感材料的压阻效应以及水听器微结构设计，结合微机电系统微机械加工工艺制成的小型化水听器。微机电系统(micro-electromechanical systems,MEMS)矢量水听器是将微机电系统技术与水听器技术相结合的产物。利用敏感材料的压阻效应以及矢量水听器微结构设计，结合MEMS制作加工技术，实现水听器的小型化。其优点主要有：成本低、功耗低、体积小、一致性好、可批量化生产、易于集成。

优选的技术方案为：送电光源采用半导体激光二极管，利用半导体激光二极管激发光波，将电能转化为光能。

本实用新型的有益效果是：