[发明专利]一种基于分裂波束的声呐系统

说明书

本申请提供一种基于分裂波束的声呐系统，包括：上位机、信号预处理单元、换能器基阵、声呐发射单元与声呐接收单元。上位机用于向信号预处理单元发出声呐工作参数和发射指令；信号预处理单元产生发射信号源；通过换能器基阵的多个子阵将发射信号转化为声信号发射到水下。换能器基阵接收声信号并转化为接收信号，声呐接收单元将接收信号并转化为放大信号，信号预处理单元对放大信号进行预处理后将时延信息与包络信息输入上位机进而计算得出水下目标物的位置信息。能够根据水下目标物反射的声呐回到每个子阵的时延信息，计算水下目标物的位置信息。能够有效地降低误差，从而实现对水下生物进行实时固定监测，并进行长期的监测和评估。

技术领域

本公开一般涉及高频声呐硬件设计领域，具体涉及一种基于分裂波束的声呐系统。

背景技术

海洋资源在实现人类可持续发展方面发挥着重要作用，同时，渔业资源在海洋资源中也占有重要地位。从早期只能依靠经验进行判断，发展到现在可以应用各种探鱼声呐等辅助设备来进行对鱼群的定位以及对数量的估算。盲目的捕捞，不利于对渔业资源的开发和可持续利用，因此，需要将科学技术手段有效地应用到渔业资源的开发和利用中。利用科学探鱼声呐对渔业资源进行评估和检测，是开展渔业资源科学管理并得到有效养护、确保海洋资源可持续发展、保护海洋生态环境、实现海洋综合管理的重要手段。

目前，针对于海洋渔业资源的评估的科学鱼探声呐大多安装在调查船上，采用走航方式对海洋、湖泊等渔业资源或其他生物进行调查和评估。但是，随着海洋生态环境监测、修复、保护的需要，现有的方法对水下目标的识别存在误差，导致走航调查数据时无法进行有效的监测和评估，无法长期、实时固定监测。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种基于分裂波束的声呐系统。

本申请提供一种基于分裂波束的声呐系统，包括：

上位机，所述上位机用于发出声呐工作参数和发射指令；

信号预处理单元，所述信号预处理单元与所述上位机连接，用于接收所述声呐工作参数和所述发射指令，并根据所述发射指令调节所述声呐工作参数，进而产生发射信号源；

声呐发射单元，所述声呐发射单元的输入端与所述信号预处理单元的输出端连接，用于接收所述发射信号源，并对所述发射信号源进行逐级的功率放大，得到发射信号；

换能器基阵，所述换能器基阵的输入端与所述声呐发射单元的输出端连接；所述换能器基阵具有多个阵列排布设置的子阵；所述换能器基阵为收发合置换能器：用于将所述发射信号转化为声信号发射到水中，或将每个子阵接收到的声信号分别转化为接收信号；

声呐接收单元，所述声呐接单元与所述换能器基阵的输出端连接，用于接收多个所述接收信号；并分别对多个所述接收信号进行放大，得到多个放大信号；进而将多个所述放大信号输入到所述所述信号预处理单元；

所述信号预处理单元，还配置用于对多个所述放大信号进行预处理，得到多个时延信息与包络信息；

所述上位机还配置用于：根据所述时延信息与包络信息计算深度信息和相角，根据所述深度信息和相角计算得出水下目标物的位置信息，并显示解算结果。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述声呐发射单元包括：驱动电路、功率放大电路、变压器放大电路和匹配电路；

所述驱动电路、所述功率放大电路和所述变压器放大电路用于对所述发射信号源分别进行功率放大；

所述匹配电路用于对所述声呐发射单元与所述换能器基阵之间的电路进行线路匹配：使所述换能器基阵的电阻和电容所述与所述声呐发射单元的电阻和电容在发射变化频率的声信号时保持一致。