[实用新型]基于iTrack-UB系列超短基线水声定位系统的应答器

说明书

技术领域

本实用新型属于水声测量技术领域，涉及一种水声应答器，具体 指一种能够满足iTrack-UB系列超短基线水声定位系统要求的应答器 装置。

背景技术

超短基线iTrack-UB系列水声定位系统，利用水声通信和水声定 位技术可以广泛运用于海洋勘探、海洋开发和军事等领域。应答器是 超短基线水声定位系统的水下应答部件，应答器由水声换能器部分和 信号处理硬件电路部分组成。换能器的性能指标直接影响定位系统功 能的实现，对定位系统的测向、测距精度均有直接性影响。因此现有 技术对换能器提出了新的要求，要求其在不同水文测试环境下均具有 稳定性能。而现有换能器技术的缺陷和不足主要体现在以下几个方 面：

a)换能器是配合超短基线定位系统的声头换能器使用，换能器采 用收发合置的工作机制，工作在发射模式时是用18～22kHz的频率段 发送声波，工作在接收模式时是用22～26kHz的频率段接收声波。这 就要求换能器工作在发射模式时具有较高的发送电压响应，工作在接 收模式时具备较高且起伏小于1dB的接收灵敏度。上述要求对换能 器在设计上和制作工艺上有一定难度，如设计不当，很可能呈现出发 送电压响应不高，且接收灵敏度起伏较大，不能同时兼顾换能器的发 射和接收模式的性能要求。

b)要求换能器发射电压响应和接收灵敏度在水平方向呈现无指 向性，在垂直方向呈现90°的开角。而由静水压力对换能器自身发 射电压响应和接收灵敏度的影响，换能器随着布放深度的不同，对换 能器的发射电压响应和接收灵敏度在垂直方向指向性呈现开角变化 的趋势，因此其在垂直方向上可能不能满足90°开角，水平方向上 呈现起伏增大的情况，从而降低了换能器的性能，对于应答器的接收 和发射信号造成影响；

c)换能器的应用场合，例如满足深水的探测，要求换能器及其壳 体能够具有优异的耐深水压力，现能满足在1000m稳定工作。而要 在更深水深应用，就对换能器在加工制作及材料应用上有更高的要 求。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了基于iTrack-UB系列超短 基线水声定位系统的应答器，换能材料采用压电陶瓷，并在换能器制 作的软件仿真流程和加工工艺上作出了相应改进，保证了耐静水压力 和性能可靠性，使换能器能够在水下1000m以下稳定工作；满足 iTrack-UB系列超短基线水声定位系统对发送电压响应、接收灵敏度 以及指向性的性能指标。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于iTrack-UB系列超短基线水声定位系统的应答器，包括 壳体、换能器、信号处理电路板以及为信号处理电路板提供电源的供 电电池，其特征在于：所述换能器由PZT压电陶瓷圆管为换能材料 制作，换能器安装在应答器壳体的顶部位置，其通过电缆线与信号处 理电路板连接，所述信号处理电路板固定在应答器壳体的电子仓内， 电子仓底部为安装供电电池的电池仓。

作为本案的优化方案，所述应答器壳体的后盖底部设有入水检测 电路，入水检测电路通过电缆线与信号处理电路板连接。

作为本案的优化方案，所述换能器和应答器壳体采用可拆卸式结 构，便于安装。

作为本案的优化方案，所述壳体内设有纵向支撑的装配支架，装 配支架与壳体上、下端盖的连接处设有绝缘衬垫，通过装配支架和绝 缘衬垫保持壳体上、下端盖间的相对固定。

作为本案的优化方案，所述信号处理电路板通过固定支架安装在 电子仓内。

作为本案的优化方案，所述换能器外部灌注聚氨酯形成透声层。

作为本案的优化方案，所述换能器和电子仓通过O形圈静密封 来保证水密性。

本实用新型的有益效果是：

1、换能器在制作阶段考虑到具体水下测试环境，换能材料采用 压电陶瓷，并在换能器制作的软件仿真流程和加工工艺上仔细斟酌， 保证了耐静水压力和性能可靠性，使换能器能够在水下1000m以下 稳定工作；

2、应答器壳体及各部件水密性能良好，换能器和应答器主体采 用可拆卸式设计，使得换能器和应答器主体结构同时能够承受深水压 力，可拆卸式设计为今后更换换能器和硬件电路提供了便利；