[发明专利]一种多波束宽带剖面声呐及水下机器人

说明书

本发明提出了一种多波束宽带剖面声呐及水下机器人，包括：PC显控终端向9基元发射声基阵发送工作指令，9基元发射声基阵根据工作指令向目标发射调频脉冲声信号；9基元接收声基阵接收目标返回的声信号；9通道接收放大滤波电路对声信号进行空间滤波，将滤波后的信号发送至9通道AD变换器；9通道AD变换器对滤波后的信号进行模拟‑数字转换，生成对应的数字信号；处理器根据接收到数字信号形成9个接收波束，并在空间波束形成后，对每个波束进行自相关计算，将计算得到的信号发送至PC显控终端进行图像显示。本发明通过加权多波束形成，提高了空间分辨率和信噪比；通过宽带自相关处理，进一步提高了处理增益，提高了剖面成像质量。

技术领域

本发明涉及船舶与海洋工程技术领域，特别涉及一种多波束宽带剖面声呐及水下机器人。

背景技术

剖面声纳对于探测海底掩埋物体、水下结构物内部构成状态检查、海洋地质勘探等是必不可少的设备。国外称该类声纳为浅剖声纳。但目前国际市场流行的浅剖声纳产品都是单波束的，且由于主要针对海底地质调查为主要目标设计的，所以虽然其穿透深度比较深，但分辨率一般都比较低。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种多波束宽带剖面声呐。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种多波束宽带剖面声呐，包括：PC显控终端、9基元发射声基阵、9基元接收声基阵、9通道接收放大滤波电路、9通道AD变换器和处理器，其中，所述PC显控终端向所述9基元发射声基阵发送工作指令，所述9基元发射声基阵根据所述工作指令向目标发射调频脉冲声信号；所述9基元接收声基阵接收目标返回的声信号，并将声信号发送至所述9通道接收放大滤波电路；所述9通道接收放大滤波电路对所述声信号进行空间滤波，将滤波后的信号发送至所述9通道AD变换器；所述9通道AD变换器对所述滤波后的信号进行模拟-数字转换，生成对应的数字信号，并将所述数字信号发送至所述处理器；所述处理器根据接收到数字信号形成9个接收波束，并在空间波束形成后，对每个波束进行自相关计算，将计算得到的信号发送至所述PC显控终端进行图像显示。

进一步，所述处理器采用FPGA处理器。

进一步，还包括总线开关，所述总线开关位于所述9通道AD变换器和所述处理器之间，用于将所述9通道AD变换器输出的数字信号分时发送至所述处理器的数据总线。

进一步，所述9基元发射声基阵和9基元接收声基阵构成T字型声基阵。

进一步，所述处理器形成的9个波束，每个波束束宽为5°，其总覆盖角为45°。

进一步，还包括：以太网芯片，所述以太网芯片位于所述处理器和PC显控终端之间，用于将处理器自相关计算后的信号发送至所述PC显控终端。

进一步，所述处理器还用于对自相关计算后，对信号的包络滤波进行分析，判断目标断层，然后将判断结果发送至所述PC显控终端。

进一步，所述9通道接收放大滤波电路中的每路电路采用2片集成运放OPA2822搭建两级差分放大电路。

进一步，所述9通道AD变换器中每路电路采用型号为ADS8323的AD采集芯片。

本发明还提出一种水下机器人，包括上述的多波束宽带剖面声呐。