[发明专利]一种基于三轴陀螺仪结构的阵列扫描发射机和接收机

说明书

本发明公开了一种基于三轴陀螺仪结构的阵列扫描发射机，包括：三轴陀螺仪、信号激发装置和旋转控制装置，及设置在三轴陀螺仪上传感器阵列；三轴陀螺仪包括：大圆环、中圆环、小圆环、两个第一连接轴、两个第一连接轴和两个第三连接轴；信号激发装置用于发射电信号，电信号通过传感器阵列转换为电磁波或声波，对待测环境进行扫描；旋转控制装置用于控制连接轴的旋转速度和旋转方向；传感器阵列等间距布置在圆环上。一种基于三轴陀螺仪结构的阵列扫描接收机，包括：三轴陀螺仪、信号接收及处理装置、旋转控制装置和传感器阵列。可以进行空间全方位的扫描，提高扫描探测的效率。空间分辨率配置灵活，可空间全覆盖扫描，可实时获得扫描结果。

技术领域

本发明涉及电磁波、声波领域，特别涉及一种基于三轴陀螺仪结构的阵列扫描发射机和接收机。

背景技术

现有的阵列扫描发射机与接收机，有基于直线阵列、曲线阵列、平面阵列、曲面阵列、球面阵列等形式；当发射机发射固定相位信号时，如果阵列不移动，则发射方位固定在一个范围内，如果阵列移动时，则发射方向随意移动；当发射机发射相位可控信号时，阵列即使固定不动，也能具有较大的发射方位角，但是仍然会存在探测盲区。相控球面阵列理论上没有扫描盲区，但是存在体积大、质量大、扫描精度被球面阵列密度限制的缺点。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的缺陷。

为达到上述目的，一方面，本发明提供了一种基于三轴陀螺仪结构的阵列扫描发射机，包括：三轴陀螺仪、信号激发装置和旋转控制装置，及设置在三轴陀螺仪上传感器阵列；其中，

三轴陀螺仪包括：大圆环、中圆环和小圆环，大圆环通过两个第一连接轴与外设支架进行连接，两个第一连接轴所在直线为大圆环的旋转轴，中圆环通过两个第二连接轴与大圆环进行连接，两个第二连接轴所在直线为中圆环的旋转轴，小圆环通过两个第三连接轴与中圆环进行连接，两个第三连接轴所在直线为小圆环的旋转轴；

信号激发装置通过大圆环、中圆环、小圆环、第一连接轴、第二连接轴和第三连接轴的内部线路连接传感器阵列，信号激发装置用于发射电信号，电信号通过传感器阵列转换为电磁波或声波，对待测环境进行扫描；

旋转控制装置位于第一连接轴、第二连接轴和第三连接轴上，或通过大圆环、中圆环、第一连接轴、第二连接轴和第三连接轴的内部线路连接第一连接轴、第二连接轴和第三连接轴，旋转控制装置用于控制第一连接轴、第二连接轴和第三连接轴的旋转速度和旋转方向；

传感器阵列为环形阵列，环形阵列等间距布置在大圆环、中圆环和小圆环上，使传感器信号的激发方向与所在圆环的平面垂直。

优选地，传感器阵列中各传感器的间距根据信号激发装置发射的电信号波长计算得到。

优选地，适用于多种工作环境，其中，经过密闭隔水处理后可进行水环境扫描。

优选地，传感器阵列为电磁-电传感器时，三轴陀螺仪采用零磁阻特性材料，以减少对电磁波辐射的干扰。

优选地，传感器阵列为声-电传感器时，三轴陀螺仪采用声阻率接近待测环境的材料，以减少对声波辐射的干扰。

另一方面，本发明提供了一种基于三轴陀螺仪结构的阵列扫描接收机，包括：三轴陀螺仪、信号接收及处理装置和旋转控制装置，及设置在三轴陀螺仪上传感器阵列；其中，

三轴陀螺仪包括：大圆环、中圆环和小圆环，大圆环通过两个第一连接轴与外设支架进行连接，两个第一连接轴所在直线为大圆环的旋转轴，中圆环通过两个第二连接轴与大圆环进行连接，两个第二连接轴所在直线为中圆环的旋转轴，小圆环通过两个第三连接轴与中圆环进行连接，两个第三连接轴所在直线为小圆环的旋转轴；