[实用新型]一种多频多波束测深系统

说明书

一种多频多波束测深系统，包括：控制显示模块和测深设备；测深设备包括防水壳体，防水壳体内安装有：控制模块、多波束形成模块、功率放大模块和换能器基阵，控制模块接收控制显示模块发送的所要发射信号频率的指令，根据该指令控制多波束形成模块生成所要发射信号频率的调幅信号，多波束形成模块对调幅信号进行相移，相移后的调幅信号经功率放大模块进行功率放大后由换能器基阵发射出去，形成不同角度的多波束；反射后的回波信号被换能器基阵接收。能够实现“线‑面”测量，提高测量效率，同时还由于系统可提供丰富的频率，能适应不同深度范围的测量，并且不同的低频信号能适应不同沉积物的厚度测量，从而能对河道清淤工作及水底地质结构的测量。

技术领域

本实用新型涉及水体测深技术领域，具体涉及一种多频多波束测深系统。

背景技术

人类要进行水下(包括海洋、江河湖泊以及水库等)的开发利用，首先必须要对水深、水下地形地貌等进行勘测。测深仪是获取水深以及水底地形的有效设备。经过几十年的发展，目前在市场上的测深系统主要有单波束、多波束测深仪以及从频率上划分的单频、双频测深仪。

单波束测深仪利用向测量船正下方发射探测超声波，通过测量发射与接收声波之间的时间差来测量水深。单波束测深仪的根本缺陷在于，每次只能给出测量船正下方的水深，在大面积测量时效率很低。另外，为了避免测量船摇摆晃动的影响，单波束测深仪要求比较宽的波束，这也导致测量精度较低。多波束测深将传统单波束的“点-线”测量，扩展为“线-面”，从而极大地提高了测量效率。由于多波束测深仪采用了预成多波束技术，因此波束角都相对较窄，可以大大提高的测量精度。

目前所用的测深仪从工作频率上分主要有两种工作模式：单频和多频。多频测深方式优于单频方式主要体现在两个方面：1、高低频的组合能更好的适应测量深度和精度上的要求，当需要测量深水深时，选用低频可扩大测量范围；而在使用浅水深时使用高频可提高测量精度；2、在航道观测的应用中，通过高低频的不同传播特性获取沉积层厚度指导相关工作。在测深时，可使用的频率越多，适用性就越好，越容易满足不同环境的测量需求。

目前能查到的相关多波束水深测深系统，无论是相关专利或是产品，采用的多是固定某种频率的测量方式；而现有的双频测深仪采用的多是单波束工作方式；专利2014104901793可以实现多频测深，但其也仅是单波束工作。从调研结果看出，现有测深设备没有做到同时兼顾测量效率以及设备的适应性，即既能高效快速的对水深数据进行测量，又能适用于不同的深度范围以及不同类型沉积层的情况。

发明内容

本申请提供一种多频多波束测深系统，包括控制显示模块和测深设备；

所述测深设备包括防水壳体，所述防水壳体内安装有：控制模块、多波束形成模块、功率放大模块和换能器基阵，其中，控制模块与所述控制显示模块通过水密电缆通讯连接，接收所述控制显示模块发送的所要发射信号频率的指令，并根据该指令控制所述多波束形成模块生成所要发射信号频率的相应的调幅信号，所述多波束形成模块对所述调幅信号进行相移控制，相移后的调幅信号经所述功率放大模块进行功率放大后由换能器基阵发射出去，以形成不同角度的多波束声信号；

且，多波束声信号在传播过程中由于介质的非线性能解调出频率为调幅信号中的包络信号频率两倍的低频信号，该低频信号与频率不变的原始调幅信号到达水底反射，生成回波信号；该低频信号还能在水底发生透射，在遇到另一层介质界面时再发生反射，生成回波信号；反射后的回波信号被换能器基阵接收。

一种实施例中，所述换能器基阵嵌入安装于所述防水壳体内，并通过密封圈与所述防水壳体密封连接。

一种实施例中，所述换能器基阵为长方形面阵。

一种实施例中，所述换能器基阵包括发射换能器基阵和接收换能器基阵。

一种实施例中，所述控制模块设有外围接口。