[发明专利]岸基高频多波束图像声纳系统

说明书

本发明提供了一种岸基高频多波束图像声纳系统，包括显控单元、发射机、发射基阵、接收基阵、接收机、信号处理机；显控单元发送声纳工作指令、工作参数信息；并接收信号机处理后数据实时显示声纳图像，同时接收声纳传感器数据；发射机信号源根据声纳工作指令，产生多路发射脉冲信号，并根据工作参数信息，调整多路发射时延，将多路发射信号功率放大后送至发射基阵；接收基阵接收目标返回的声信号，并将声信号发送至接收机；接收机完成目标返回声信号数字化采集；信号处理机根据数字采集信号形成的多个接收波束，并在空间波束形成后，结合发射机信号源发射的信号，对每个波束进行自相关计算，将计算得到的信号发送至显控单元。

技术领域

本发明涉及水下成像技术领域，具体地，涉及一种岸基高频多波束图像声纳系统。

背景技术

高分辨率图像声纳的种类较多、应用广泛，可用于水下环境监测、水坝渗漏检测、航行中前视避障、水下反恐警戒等等。在港口要地水下近程防御中，固定安装的多为预警声纳，负责对较远距离的威胁目标进行预警；而对于近距离目标威胁，特别是在航道出入口上，缺少能够有人工直接参与目标判别的手段，可以更有效地对威胁目标进行二次确认和航道的栅栏式封锁。此外，港口处的防御需要远程与近程防御相结合，这就要求声纳的成像在远程和近程均具有高分别率。通过在航道出入口固定安装高频图像声纳，对一定距离上的目标进行成像处理，能够提供目标的部分图像信息，从而增加目标辨识度，可提高目标检测和识别的整体性能。同时多波束高分辨率图像声纳具有窄波束、短脉冲、高数据刷新率、图像清晰稳定等特点，性能优势明显且具有更广阔的应用前景。

公开号为CN109959915A的专利文献公开了一种多波束声纳基阵，包括电子舱壳体、换能器阵、声纳壳体、透声罩和O型密封圈。电子舱用于放置电子设备，与声纳壳体密封连接；换能器是收发一体的压电陶瓷声学单元，安装在声纳壳体上；声纳壳体为圆柱段壳体和半球壳体结合的结构形式，圆柱段壳体上分为若干层，每层又含有若干个基元，在水平面上通过电子波束扫描，实现水平方向360°、垂直一定夹角范围内小目标的探测。本发明以小目标为探测对象的高分辨率图像声纳，能够实现水平方向360度、垂直一定夹角范围内小目标的探测。但是，该方案仅是提供了一种硬件结构，没有公开波束发射和接收的方式以及如何对接收波束进行处理才能够得到高分辨率的实时成像。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种岸基高频多波束图像声纳系统。

根据本发明提供的一种岸基高频多波束图像声纳系统，包括显控单元、发射机、发射基阵、接收基阵、接收机、信号处理机，所述显控单元依次连接信号处理机、发射机、发射基阵，接收基阵依次连接接收机、信号处理机；

所述显控单元发送声纳工作指令、工作参数信息；并接收信号机处理后数据实时显示声纳图像，同时接收声纳传感器数据，显示声纳温度、湿度信息；

所述发射机信号源根据声纳工作指令，产生多路发射脉冲信号，并根据工作参数信息，调整多路发射时延，将多路发射信号功率放大后送至发射基阵；

所述接收基阵接收目标返回的声信号，并将声信号发送至接收机；

所述接收机通过多通道接收放大调理电路接收接收基阵传输的声信号，并完成目标返回声信号数字化采集；

所述信号处理机根据数字采集信号形成的多个接收波束，并在空间波束形成后，结合发射机信号源发射的信号，对每个波束进行自相关计算，将计算得到的信号发送至显控单元。

优选地，所述发射基阵包括多个发射基元，且采用圆柱阵；所述接收基阵包括多个接收基元，且采用线阵。

优选地，所述发射基阵发射波束在垂直方向的俯仰范围达到20°，俯仰精度达到1.2°；

所述接收基阵的水平观察扇面范围在90°以内，信号处理机形成接收波束水平宽度不大于0.3°。