[发明专利]一种基于姿态实时测量矢量水听器的拖曳线列阵装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水声信号接收装置，具体为一种基于姿态实时测量矢量水听器的拖曳线列阵装置。

背景技术

矢量水听器是上世纪四十年代首先在美国出现的一种新型声接收器，于上世纪末引入我国，它可以空间共点、时间同步测量水下声场中的声压标量和振速(或加速度、位移、声压梯度)矢量，相比于传统声压水听器来说具有体积小、重量轻、能有效抗各向同性干扰、空间增益大等优点，能够很好的解决声压水听器阵列在定向时目标左右舷模糊的问题，提高目标探测精度。目前，声压水听器组成的拖曳线列阵为解决定向时目标左右舷模糊问题，通常采用以下方法：

对于单条拖曳线列阵，发现目标后实行本舰机动转向的方法，通过观察目标方位变化来辨别目标方位，该方法时效性差，声纳系统有可能误判和丢失目标，本舰机动产生的噪声容易暴露本舰位置；对于双线阵或多线阵，可以利用多线阵具有多维声孔径来实现目标的被动定位，该方法需要在船只后面同时拖曳多条拖线阵，比较笨重，对于小型船只来说并不适用；对于水听器阵元采用三元水听器组的方法，即在同一个圆周上等间隔布放三只无指向性声压水听器，通过噪声相关模型解决对目标的左右舷分辨问题，该方法对阵元安装精度要求较高，基阵物理尺寸较大。

矢量水听器理论上能够解决声压水听器阵列在定向时目标左右舷模糊的问题，但矢量水听器在基于水下晃动平台特别是拖曳线列阵声纳中应用仍有很多技术难题没有解决，尤其是矢量水听器在水下晃动平台的姿态实时测量问题，制约了矢量水听器的工程应用，在实际使用难以分辨目标左右舷，并且现有的传统拖线阵还存在结构复杂等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于姿态实时测量矢量水听器的拖曳线列阵装置，采用姿态实时测量矢量水听器取代传统声压水听器，克服现有拖线阵结构复杂的缺点，实时分辨探测目标左右舷，提高拖线阵目标探测精度。

本发明具体的技术方案是一种基于姿态实时测量矢量水听器的拖曳线列阵装置，包括按顺序排列的转接段、第一减振段、声阵段、第二减振段和尾绳段，所述的转接段连接母船的拖缆，其特征在于：

所述声阵段包括姿态实时测量矢量水听器、水声信号放大及滤波模块、16通道采集传输模块、深度传感器和数据传输控制模块；所述的姿态实时测量矢量水听器包括姿态传感器；所述的水声信号放大及滤波模块接收所述的姿态实时测量矢量水听器侦测的水声信号；所述的16通道采集传输模块分别与水声信号放大及滤波模块、深度传感器以及姿态实时测量矢量水听器的姿态传感器电连接，在对水声信号放大及滤波模块输出的经放大及滤波处理的水声信号进行A/D采样得到采样信号后，与从深度传感器和姿态传感器接收的数据信号进行编码，再将编码数据打包发送至数据传输控制模块；所述的数据传输控制模块对16通道采集传输模块发送时间同步信号，并将接收到的编码数据发送至转接段。

更进一步地，所述的声阵段还包括圆筒形硬塑料框架、电缆支架、拉绳和钛合金接口；所述的钛合金接口安装在声阵段的首端，具有连通转接段电缆和数据传输控制模块接口电缆的电连接器；所述的姿态实时测量矢量水听器有多个，每个姿态实时测量矢量水听器通过8根均匀分布并受力的拉伸弹簧安装在一个圆筒形硬塑料框架的内部，多个姿态实时测量矢量水听器和圆筒形硬塑料框架组成的部件沿长端方向均匀布置在声阵段内，在两个圆筒形硬塑料框架之间具有电缆支架，电缆支架与圆筒形硬塑料框架之间用拉绳进行连接；所述的钛合金接口、电缆支架和圆筒形硬塑料框架都具有直径相同的圆筒形的外壁，在钛合金接口、电缆支架和圆筒形硬塑料框架圆筒形的外壁外包裹外护套，声阵段的尾端封闭。