[其他]宽带声纳发射器、宽带声纳和声纳

说明书

相关申请

本申请要求2011年10月26日提交的第61/551,883号和第61/551,859号美国临时专利申请的权益，这些文献通过引用整体并入本文中。

技术领域

本实用新型总体上涉及声纳，尤其涉及一种具有数字脉冲压缩的声纳系统。

背景技术

生产用于例如鱼群探测这样的商业应用的调频声纳系统惯常性地面临成本压力。因此，必须以有效、成本效益的方式实施高级的信号处理技术。例如，最好在例如25kHz至255kHz这样的宽带频率范围内提供相对高的功率(例如1kW)。然而，商业实现的成本压力阻止了例如线性功率放大器这样的方便的解决方案的使用。

在传统的声纳中，功率放大器通过变压器驱动换能器。变压器隔离换能器，而且还起到使换能器和放大器阻抗匹配的作用。总的来说，这样的变压器应当具有相对低的插入损耗以使传送至换能器的功率最大化，而且还使来自插入损耗的关联的发热效应最小化。但由于例如变压器绕组和关联的寄生元件之间的耦合这样的真实世界影响，维持低的插入损耗是有问题的。

在宽带声纳应用中对变压器性能的要求加剧。这样的宽带性能是可取的，因为浅水域性能利于相对高的频率声纳脉冲，而较深水域性能在相对较低的频率声纳脉冲的情况下提高。变压器必须以相对低的频率以及相对 高的频率执行，因此需要合适的宽度性能。由于当在宽的带宽内操作换能器时遇到的电抗增加，因此难以在宽度声纳系统中实现用于隔离变压器的期望性能。宽带隔离变压器必须满足相互冲突的要求，因为低频率操作需要高的并联电感，而适合的高频率操作需要低的电感(具体地，低的漏电感)以避免与由换能器提供的电容性负载共振。

因此，在所属技术领域需要改进的声纳系统，该系统以低的成本提供频率捷变性能和相对高的功率。此外，所属技术领域需要满足由宽带声纳应用提出的相互冲突的要求的隔离变压器。

实用新型内容

根据本实用新型的第一方面，提供一种宽带声纳发射器，该反射器包括：电源；一对开关；以及具有次级线圈和初级线圈的宽带变压器，其中次级线圈用于驱动换能器，初级线圈具有由电源驱动的中心抽头，其中初级线圈的第一端通过开关中的第一个接地，并且初级线圈的第二端通过开关中的第二个接地。

根据本实用新型的第二方面，提供一种宽带声纳，包括：电源；一对开关；包括宽带变压器的功率放大器，该宽带变压器具有用于驱动换能器的次级线圈和连接到该对开关并由电源驱动的中心抽头的初级线圈；及连接至电源、该对开关以及功率放大器的数字逻辑，用于检测期望的宽带声纳信号的正半周期和负半周期；以及针对每一个半周期，通过驱动该对开关而逼近半周期，以跨越次级线圈产生至少一个电压脉冲，从而产生逼近期望的宽带声纳信号的一系列电压脉冲。。

根据本实用新型的第三方面，提供一种声纳，该声纳包括：电源；一对开关；以及包括宽带变压器的功率放大器，其中宽带变压器具有用于驱动换能器的次级线圈和由电源驱动的中心抽头初级线圈，中心抽头耦合该对开关，其中宽带变压器包括：次级线圈，所述次级线圈包括布置为第一部分、中间部分和最后部分的多个绕组；以及初级线圈绕组，所述初级线圈仅与形成中间部分的次级线圈绕组缠绕。

附图说明

图1是根据实施例的示例声纳发射器的方框图。

图2表示根据实施例的期望的波形和一系列脉冲宽度调制矩形脉冲，这一系列脉冲宽度调制矩形脉冲用于逼近期望的波形使得单个脉冲逼近期望的波形的每一个半周期。

图3是根据实施例计算图2的脉冲的打开和关闭脉冲时间的方法的流程图。

图4表示根据实施例的期望的波形和一系列脉冲宽度调制矩形脉冲，这一系列脉冲宽度调制矩形脉冲用于逼近期望的波形使得一对脉冲逼近期望的波形的每一个半周期。

图5a表示根据实施例具有30％的脉冲间隔的图4的波形的单周期。

图5b表示显示第三个谐波的抑制的图5a的波形的频谱。

图6a表示根据实施例具有66％的脉冲间隔的图4的波形的单周期。

图6b表示显示第五个谐波的抑制的图6a的波形的频谱。

图7是根据一个实施例的变压器等效电路的视图。

图8是图7的变压器等效电路的综合图。

图9a是图8的变压器等效电路的低频等效电路的视图。

图9b是图8的变压器等效电路的高频等效电路的视图。

图10是根据本公开的一个实施例的宽带隔离变压器的剖视图。