一種緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高性能、高效率的緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x，包括水下接收分機(jī)、水下發(fā)射分機(jī)以及連接二者的電纜，其中，水下接收分機(jī)包括多通道接收換能器陣、多通道信號(hào)調(diào)理裝置、信號(hào)采集預(yù)處理及存儲(chǔ)裝置、數(shù)據(jù)處理與通訊裝置；水下發(fā)射分機(jī)包括信號(hào)產(chǎn)生裝置、信號(hào)發(fā)射裝置以及多通道發(fā)射換能器陣其采用了特別設(shè)計(jì)的多通道發(fā)射換能器陣和高性能的多通道接收換能器陣，結(jié)合高效先進(jìn)的信號(hào)處理算法，能夠獲得超寬覆蓋海底微地形信息、提高了儀器的可靠性和靈活性、改善儀器的性能成本比，極大地提高了海洋測(cè)繪效率。本發(fā)明還可廣泛用于水上交通安全保障、航道疏浚、抗洪搶險(xiǎn)、以及水下定位導(dǎo)航與定位、海底電纜鋪設(shè)等眾多應(yīng)用場(chǎng)合。
【專利說明】一種緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水下探測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種水下微地形信息高效獲取的緊湊型測(cè)量?jī)x器。
【背景技術(shù)】 [0002]二十一世紀(jì)是海洋世紀(jì)，對(duì)水下地形的高效遙測(cè)是海洋資源探測(cè)、海洋工程、航道勘查等領(lǐng)域人類水上活動(dòng)的必需條件。而穿透水體獲取水下地形信息主要借助于聲學(xué)探測(cè)設(shè)備。
[0003]國(guó)外從上個(gè)世紀(jì)中期就開始研制水下地形探測(cè)聲學(xué)設(shè)備，經(jīng)過幾十年的發(fā)展更迭，從開始的單波束測(cè)深儀，到現(xiàn)在的多波束測(cè)深儀，已形成了系列化的產(chǎn)品以滿足用戶的不同需求；在國(guó)內(nèi)，目前能夠查閱到的關(guān)于水下地形探測(cè)設(shè)備的資料、專利以及產(chǎn)品也包括了單波束測(cè)深儀和多波束測(cè)深儀兩類。
[0004]單波束測(cè)深儀的工作原理為:向測(cè)量船正下方發(fā)射單波束探測(cè)聲波，通過測(cè)量發(fā)射與接收聲波之間的時(shí)間差來測(cè)量水深。單波束測(cè)深儀的根本缺陷在于每次只能給出測(cè)量船正下方的水深，因此只能實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)-線測(cè)量”，在大面積測(cè)量時(shí)效率很低，直接導(dǎo)致了測(cè)量成本的提高，而且得到的測(cè)量結(jié)果也不能實(shí)現(xiàn)全覆蓋測(cè)量。另外，為了避免測(cè)量船縱、橫搖的影響，單波束測(cè)深儀要求比較寬的波束(通常在±10°左右)，這導(dǎo)致測(cè)量精度較低。由于上述這兩方面的原因決定了單波束測(cè)深儀已經(jīng)不適合當(dāng)前繁多水事活動(dòng)的迫切需求。
[0005]多波束測(cè)深儀的工作原理為:向測(cè)量船正下方發(fā)射寬覆蓋扇面的探測(cè)聲波，通過測(cè)量發(fā)射與垂直于船行方向的扇面內(nèi)許多個(gè)角度接受聲波之間的時(shí)間差來同時(shí)獲取寬條帶上的多個(gè)水深點(diǎn)，其將傳統(tǒng)的“點(diǎn)-線測(cè)量”擴(kuò)展為“線一面測(cè)量”，從而極大地提高了測(cè)量效率。
[0006]我國(guó)是海洋大國(guó)卻不是海洋強(qiáng)國(guó)，最重要的原因之一是我國(guó)的水下地形測(cè)量等技術(shù)和設(shè)備大大落后于西方國(guó)家。進(jìn)口國(guó)外高性能多波束測(cè)深儀存在價(jià)格昂貴、使用維護(hù)不便等眾多弊端。因此，研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能多波束測(cè)深儀勢(shì)在必行。
[0007]國(guó)內(nèi)關(guān)于多波束測(cè)深儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的專利，目前只有兩項(xiàng):“便攜式多波束測(cè)深儀(ZL200610151239.4) ”和“多波束寬覆蓋海底地形地貌探測(cè)裝置(ZL200610151240.7) ”，依據(jù)這兩項(xiàng)專利研制的相關(guān)產(chǎn)品已在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)獲得了推廣和應(yīng)用，較好滿足了部分用戶的需求。但隨著用戶對(duì)設(shè)備性能要求的提高，電子技術(shù)的發(fā)展，這兩項(xiàng)專利產(chǎn)品暴露出一些不足，如:采用了水下分機(jī)和水上分機(jī)的分體結(jié)構(gòu)，不僅增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)，并且設(shè)備體積龐大，不便于攜帶安裝使用；采用一體化工控機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)控制，靈活性差；采用了多個(gè)DSP處理器進(jìn)行并行數(shù)據(jù)處理，不僅增大了電路的體積、功耗以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)，而且性能成本比低；采用均勻發(fā)射弧陣不利于實(shí)現(xiàn)超寬覆蓋測(cè)量等。
[0008]本發(fā)明中擬對(duì)這些不足之處進(jìn)行進(jìn)一步創(chuàng)新改進(jìn)，以提升新專利產(chǎn)品的性能，更好地滿足國(guó)內(nèi)用戶的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種高性能、高效率的緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x，包括:第一電纜、水下接收分機(jī)、水下發(fā)射分機(jī)以及連接水下接收分機(jī)和水下發(fā)射分機(jī)的第二電纜，水下接收分機(jī)包括多通道接收換能器陣、多通道信號(hào)調(diào)理采集及存儲(chǔ)裝置、數(shù)據(jù)處理與通訊裝置；水下發(fā)射分機(jī)包括信號(hào)產(chǎn)生裝置、信號(hào)發(fā)射裝置以及多通道發(fā)射換能器陣，其中，第一電纜、數(shù)據(jù)處理與通訊裝置、第二電纜、信號(hào)產(chǎn)生裝置、信號(hào)發(fā)射裝置和多通道發(fā)射換能器陣依次電信號(hào)連接；多通道接收換能器陣、多通道信號(hào)調(diào)理采集及存儲(chǔ)裝置與數(shù)據(jù)處理與通訊裝置依次電信號(hào)連接。
[0011]所述的數(shù)據(jù)處理與通訊裝置由網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、第一邏輯控制器、第一 DSP處理器、第二 DSP處理器、第二邏輯控制器和第三邏輯控制器組成，其中，第一邏輯控制器分別和第一 DSP處理器、第二 DSP處理器、第二邏輯控制器、第三邏輯控制器、第四邏輯控制器電信號(hào)連接；第二邏輯控制器、第一 DSP處理器和第一邏輯控制器依次電信號(hào)連接；第三邏輯控制器、第二邏輯控制器和第一邏輯控制器依次電信號(hào)連接；第一邏輯控制器和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊相互間電信號(hào)連接。
[0012]所述的多通道信號(hào)調(diào)理采集及存儲(chǔ)裝置由第四邏輯控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器組、固定增益放大器組、帶通濾波器組、可變?cè)鲆娣糯笃鹘M、帶通濾波器組和海量存儲(chǔ)器組成，其中，帶通濾波器組、可變?cè)鲆娣糯笃鹘M、帶通濾波器組、固定增益放大器組、模數(shù)轉(zhuǎn)換器組和第四邏輯控制器依次電信號(hào)連接；第四邏輯控制器和海量存儲(chǔ)器電信號(hào)連接。
[0013]所述的信號(hào)產(chǎn)生裝置由第五邏輯控制器組成。
[0014]所述的信號(hào)發(fā)射裝置由功率管驅(qū)動(dòng)器組、功率放大器組和阻抗匹配器組組成，其中，功率管驅(qū)動(dòng)器組、功率放大器組和阻抗匹配器組依次電信號(hào)連接。
[0015]所述的多通道發(fā)射換能器陣是由多通道、等間距的非均勻加權(quán)弧形陣元組成的弧陣。
[0016]所述的多通道接收換能器陣是由多通道、等間距方形陣元組成的均勻線陣。
[0017]本發(fā)明利用多通道發(fā)射非均性弧形換能器陣實(shí)現(xiàn)探測(cè)超聲波的超寬覆蓋，高效先進(jìn)的信號(hào)處理方法完成對(duì)海底水下微地形信息的高精度獲取，創(chuàng)新的一體化組成架構(gòu)保證了儀器的緊湊型和性能的可靠性。
[0018]其中，第一電纜不僅給水下接收分機(jī)和水下發(fā)射分機(jī)提供電源，而且還下行傳輸輔助設(shè)備(姿態(tài)傳感器、聲速儀等產(chǎn)品)的測(cè)量信息、用戶通過通用計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的控制軟件設(shè)定的工作參數(shù)和控制命令，并且可以上行傳輸微地形測(cè)量結(jié)果至通用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)；
[0019]水下接收分機(jī)的任務(wù)包括:多通道接收換能器陣完成目標(biāo)散射回波信號(hào)由聲信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換；多通道信號(hào)調(diào)理采集及存儲(chǔ)裝置完成對(duì)轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)的濾波、放大、采集和存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)處理與通訊裝置產(chǎn)生協(xié)調(diào)水下接收分機(jī)和水下發(fā)射分機(jī)工作的同步信號(hào)、實(shí)時(shí)解算水下微地形信息并上行傳輸、接收第一電纜下行傳輸?shù)墓ぷ鲄?shù)和控制命令，并通過第二電纜轉(zhuǎn)發(fā)至控制水下發(fā)射分機(jī)；
[0020]水下發(fā)射分機(jī)的任務(wù)包括:信號(hào)產(chǎn)生裝置根據(jù)工作參數(shù)和控制命令產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)；信號(hào)發(fā)射裝置完成探測(cè)信號(hào)的放大，并根據(jù)多通道發(fā)射換能器陣的性能參數(shù)進(jìn)行阻抗匹配；驅(qū)動(dòng)多通道發(fā)射換能器陣將匹配后的大功率電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)輻射到水中。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:能夠獲得超寬覆蓋海底微地形信息，提高了儀器的可靠性和靈活性，改善了儀器的性能成本比，極大地提高了海洋測(cè)繪效率。本發(fā)明可以廣泛用于水上交通安全保障、航道疏浚、抗洪搶險(xiǎn)、以及水下定位導(dǎo)航與定位、海底電纜鋪設(shè)、障礙物探測(cè)與沉物打撈、水庫容量預(yù)測(cè)、堤壩橋墩泥沙淤積測(cè)量，甚至水下考古調(diào)查等眾多應(yīng)用場(chǎng)
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【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明所述的緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0023]圖2是本發(fā)明所述的緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x的分裝置結(jié)構(gòu)框圖。
[0024]圖3是本發(fā)明所述的緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x的信號(hào)采集預(yù)處理及存儲(chǔ)裝置的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明所述的緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x的具體實(shí)施方案:
[0026]結(jié)合圖1，本發(fā)明所述的緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x，包括:第一電纜1、水下接收分機(jī)2、水下發(fā)射分機(jī)3、以及連接水下接收分機(jī)2、水下發(fā)射分機(jī)3的第二電纜4，水下接收分機(jī)2主要由多通道接收換能器陣7、多通道信號(hào)調(diào)理采集及存儲(chǔ)裝置6、數(shù)據(jù)處理與通訊裝置5組成；水下發(fā)射分機(jī)3主要由信號(hào)產(chǎn)生裝置8、信號(hào)發(fā)射裝置9以及多通道發(fā)射換能器陣10組成，其中，第一電纜1、數(shù)據(jù)處理與通訊裝置5、第二電纜4、信號(hào)產(chǎn)生裝置8、信號(hào)發(fā)射裝置9和多通道發(fā)射換能器陣10依次電信號(hào)連接；多通道接收換能器陣7、多通道信號(hào)調(diào)理采集及存儲(chǔ)裝置6與數(shù)據(jù)處理與通訊裝置5依次電信號(hào)連接。
[0027]結(jié)合圖2，所述的數(shù)據(jù)處理與通訊裝置5由網(wǎng)絡(luò)通訊模塊11、第一邏輯控制器12、第一 DSP處理器13、第二 DSP處理器14、第二邏輯控制器15和第三邏輯控制器16組成，其中，第一邏輯控制器12分別與第一 DSP處理器13、第二 DSP處理器14、第二邏輯控制器15、第三邏輯控制器16電信號(hào)連接；第二邏輯控制器15、第一 DSP處理器13和第一邏輯控制器12依次電信號(hào)連接；第三邏輯控制器16、第二邏輯控制器15和第一邏輯控制器12依次電信號(hào)連接；第一邏輯控制器12和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊11相互間電信號(hào)連接；所述的多通道信號(hào)調(diào)理采集及存儲(chǔ)裝置6由第四邏輯控制器17、模數(shù)轉(zhuǎn)換器組18、固定增益放大器組19、帶通濾波器組20、可變?cè)鲆娣糯笃鹘M21、帶通濾波器組22和海量存儲(chǔ)器23組成，其中，帶通濾波器組22、可變?cè)鲆娣糯笃鹘M21、帶通濾波器組20、固定增益放大器組19、模數(shù)轉(zhuǎn)換器組18和第四邏輯控制器17依次電信號(hào)連接；第四邏輯控制器17和海量存儲(chǔ)器23電信號(hào)連接；所述的信號(hào)產(chǎn)生裝置8由第五邏輯控制器24組成；所述的信號(hào)發(fā)射裝置9由功率管驅(qū)動(dòng)器組25、功率放大器組26和阻抗匹配器組27組成，其中，功率管驅(qū)動(dòng)器組25、功率放大器組26和阻抗匹配器組27依次電信號(hào)連接；所述的多通道發(fā)射換能器陣10是由多通道、等間距的非均勻加權(quán)弧形陣元組成的弧陣；所述的多通道接收換能器陣7是由多通道、等間距方形陣元組成的均勻線陣。[0028]其中，各部分的作用分別說明如下:
[0029]在通用計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的儀器實(shí)時(shí)顯示控制軟件，利用鼠標(biāo)或鍵盤分別輸入工作參數(shù)和控制命令，并實(shí)時(shí)獲取輔助測(cè)量設(shè)備的測(cè)量數(shù)據(jù)，通過第一電纜1，發(fā)送至數(shù)據(jù)處理與通訊裝置5上的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊11，并由第一邏輯控制器12進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)至第一 DSP處理器13、第二 DSP處理器14、第二邏輯控制器15、第三邏輯控制器16以及信號(hào)產(chǎn)生裝置8上的第五邏輯控制器24。控制命令包括啟動(dòng)命令、暫停命令、停止命令；工作參數(shù)包括:脈沖長(zhǎng)度、發(fā)射聲源級(jí)、探測(cè)周期、深度范圍、增益曲線類型；還可以實(shí)時(shí)顯示輔助測(cè)量設(shè)備的輸出信息、解算出的水下微地形信息，并將這些信息存入通用計(jì)算機(jī)的硬盤存儲(chǔ)器。
[0030]第一邏輯控制器12負(fù)責(zé)通過第一電纜I下行傳輸?shù)目刂泼?、工作參?shù)以及輔助測(cè)量設(shè)備數(shù)據(jù)的接收，根據(jù)獲取的母船姿態(tài)信息通過第二電纜4向控制信號(hào)產(chǎn)生裝置8上的第五邏輯控制器24發(fā)送探測(cè)信號(hào)產(chǎn)生要求，提供水下接收分機(jī)2和水下發(fā)射分機(jī)3的同步工作脈沖。第二邏輯控制器15和第三邏輯控制器16功能相同，根據(jù)接收到的工作參數(shù)對(duì)接收到從第四邏輯控制器17發(fā)送來的多通道采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行波束形成和濾波算法，其中第二邏輯控制器15完成左側(cè)波束形成和濾波算法、第三邏輯控制器16完成右側(cè)波束形成和濾波算法；第一 DSP處理器13和第二 DSP處理器14功能相同，其中第一 DSP處理器13根據(jù)接收到的工作參數(shù)對(duì)第二邏輯控制器15發(fā)送的左側(cè)波束形成結(jié)果進(jìn)行左側(cè)微地形信息解算，第二 DSP處理 器14根據(jù)接收到的工作參數(shù)對(duì)第二邏輯控制器16發(fā)送的右側(cè)波束形成結(jié)果進(jìn)行右側(cè)微地形信息解算，第一邏輯控制器12接收到左、右側(cè)微地形信息后，通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊11和第一電纜I上行傳輸結(jié)果至通用計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。
[0031]多通道信號(hào)調(diào)理采集及存儲(chǔ)裝置6中的帶通濾波器組22和20是利用運(yùn)算放大器構(gòu)建的有源二階帶通濾波器組，在信號(hào)接收頻帶內(nèi)起伏較小，通帶內(nèi)外的抑制比達(dá)到了40dB，用來濾除信號(hào)中的噪聲；可變?cè)鲆娣糯笃鹘M21對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大(放大倍數(shù)可調(diào))；固定增益放大器組19是一個(gè)固定增益達(dá)20dB的放大器組，進(jìn)一步放大信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換器組18采集來自固定增益放大器組19輸出的模擬信號(hào)；第四邏輯控制器17負(fù)責(zé)產(chǎn)生控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器組18正常工作的時(shí)序，并將采集到的數(shù)據(jù)存入海量存儲(chǔ)器23，同時(shí)還根據(jù)工作參數(shù)提供可變?cè)鲆娣糯笃鹘M21需要的放大倍數(shù)。
[0032]信號(hào)產(chǎn)生裝置8中的第五邏輯控制器24根據(jù)接收到的工作參數(shù)產(chǎn)生200kHz的方波信號(hào)，通過信號(hào)發(fā)射裝置9中的功率管驅(qū)動(dòng)器組25進(jìn)行升壓和電流驅(qū)動(dòng)后，通過功率放大器組26進(jìn)行功率放大，在功率放大器組26和多通道發(fā)射換能器陣10之間還有阻抗匹配器組27，其功能就是利用匹配電感和電阻與多通道發(fā)射換能器陣10進(jìn)行很好的匹配，從而得到更高的電一聲轉(zhuǎn)換效率。
[0033]所述的多通道發(fā)射換能器陣10由27條陶瓷晶片粘貼在非均勻弧形底座上拼接組成，每條有50個(gè)獨(dú)立通道，形成了 1° X 150°的發(fā)射指向性；多通道接收換能器陣7由120條陶瓷窄條晶片拼接而成，即120個(gè)獨(dú)立接收通道，形成了 20° Χ1'的接收指向性。二者合成了在150度寬幅蓋范圍內(nèi)的1° Xl0的高分辨力指向性。其中，多通道發(fā)射換能器陣10和多通道接收換能器陣7的通道數(shù)由探測(cè)指標(biāo)的要求決定。
[0034]本發(fā)明的水下接收分機(jī)2和水下發(fā)射分機(jī)3相互垂直近距離放置，利用設(shè)計(jì)的法蘭結(jié)構(gòu)將二者固定，并安裝在船龍骨下方或者舷側(cè)。為了保證探測(cè)效果，從降低航行噪聲(機(jī)械傳導(dǎo)噪聲和螺旋槳噪聲)、減少或避開氣泡層等方面考慮，應(yīng)盡量選擇安裝在船舶航行時(shí)產(chǎn)生水花最小及船體顛簸、搖擺幅度也較小的地方，一般在船艏三分之一至五分之二的位置，并且吃水深度不應(yīng)超過龍骨的深度。多通道發(fā)射換能器陣10的中軸線指向船行方向，多通道接收換能器陣7的中軸線垂直于船行方向。第一 DSP處理器13和第二 DSP處理器14采用美國(guó)TI公司的TMS320C6748ZWT4E，模數(shù)轉(zhuǎn)換器組18采用多片ADI公司的AD7657BSTZ-1，第一邏輯控制器12、第二邏輯控制器15、第三邏輯控制器16、第四邏輯控制器17、第五邏輯控制器24采用ALTERA公司的EP4CGX150DF27C7。
[0035]結(jié)合圖3，本發(fā)明采用了集成電路進(jìn)行電路控制，僅以12通道數(shù)據(jù)采集電路為例，其中AD1、AD2為6通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7657BSTZ-1，另外還有運(yùn)放AD8066以及一些電阻、電容等小器件，系統(tǒng)共需10個(gè)相同部分實(shí)現(xiàn)120通道數(shù)據(jù)采集。而本發(fā)明中其它部分的控制電路均可采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，這里就不一一細(xì)舉。
[0036]本發(fā)明的工作原理是:緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x的水下發(fā)射分機(jī)2和水下發(fā)射分機(jī)3安裝在水下，通過第一電纜I和搭載在水面測(cè)量母船或者水下作業(yè)潛器上的通用計(jì)算機(jī)連接；當(dāng)使用本發(fā)明儀器在作業(yè)水域內(nèi)工作時(shí)，給儀器提供電源，根據(jù)作業(yè)區(qū)域的大致情況，通過運(yùn)行于通用計(jì)算機(jī)上的顯示控制軟件設(shè)定并裝載儀器的工作參數(shù)，然后啟動(dòng)儀器開始工作。水下接收分機(jī)2中數(shù)據(jù)處理與通訊裝置5接收第一電纜I下行傳輸?shù)墓ぷ鲄?shù)并通過第二電纜4轉(zhuǎn)發(fā)至控制水下發(fā)射分機(jī)3，根據(jù)同步信號(hào)控制信號(hào)產(chǎn)生裝置8產(chǎn)生具有一定時(shí)間間隔的、頻率為200千赫茲的CW脈沖，通過信號(hào)發(fā)射裝置9放大，經(jīng)由多通道發(fā)射換能器陣10把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲信號(hào)輻射到水中傳送出去，該聲信號(hào)經(jīng)由目標(biāo)散射回水下接收分機(jī)2，其中的多通道接收換能器陣7把接收到聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過多通道信號(hào)調(diào)理采集及存儲(chǔ)裝置6進(jìn)行濾波、自動(dòng)及固定增益放大等調(diào)理，并將調(diào)理后的模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)并同時(shí)送至數(shù)據(jù)處理與通訊裝置5，結(jié)合輔助設(shè)備的測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)算出水下微地形信息，并通過第一電纜I送至通用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)。
【權(quán)利要求】
1.一種緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x，包括:第一電纜(I)、水下接收分機(jī)(2)、水下發(fā)射分機(jī)(3)以及連接水下接收分機(jī)(2)和水下發(fā)射分機(jī)(3)的第二電纜(4);所述的水下接收分機(jī)(2)包括:多通道接收換能器陣(7)、多通道信號(hào)調(diào)理采集及存儲(chǔ)裝置(6)和數(shù)據(jù)處理與通訊裝置(5);所述的水下發(fā)射分機(jī)(3)包括:信號(hào)產(chǎn)生裝置(8)、信號(hào)發(fā)射裝置(9)和多通道發(fā)射換能器陣(10)，其中，第一電纜(I)、數(shù)據(jù)處理與通訊裝置(5)、第二電纜(4)、信號(hào)產(chǎn)生裝置(8)、信號(hào)發(fā)射裝置(9)和多通道發(fā)射換能器陣(10)依次電信號(hào)連接；多通道接收換能器陣(7)、多通道信號(hào)調(diào)理采集及存儲(chǔ)裝置(6)與數(shù)據(jù)處理與通訊裝置(5)依次電信號(hào)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理與通訊裝置(5)由網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(11)、第一邏輯控制器(12)、第一 DSP處理器(13)、第DSP處理器(14)、第二邏輯控制器(15)和第三邏輯控制器(16)組成，其中，第一邏輯控制器12分別和第一 DSP處理器13、第 DSP處理器14、第二邏輯控制器(15)、第三邏輯控制器(16)、第四邏輯控制器(17)電信號(hào)連接；第二邏輯控制器(15)、第一 DSP處理器(13)和第一邏輯控制器(12)依次電信號(hào)連接；第三邏輯控制器(16)、第二邏輯控制器(15)和第一邏輯控制器(12)依次電信號(hào)連接；第一邏輯控制器(12)和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(11)相互間電信號(hào)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述的多通道信號(hào)調(diào)理采集及存儲(chǔ)裝置出)由第四邏輯控制器(17)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器組(18)、固定增益放大器組(19)、帶通濾波器組(20)、可變?cè)鲆娣糯笃鹘M(21)、帶通濾波器組(22)和海量存儲(chǔ)器(23)組成，其中，帶通濾波器組(22)、可變?cè)鲆娣糯笃鹘M(21)、帶通濾波器組(20)、固定增益放大器組(19)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器組(18)和第四邏輯控制器(17)依次電信號(hào)連接；第四邏輯控制器(17)和海量存儲(chǔ)器(23)電信號(hào)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述的信號(hào)產(chǎn)生裝置(8)由第五邏輯控制器(24)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述的信號(hào)發(fā)射裝置(9)由功率管驅(qū)動(dòng)器組(25)、功率放大器組(26)和阻抗匹配器組(27)組成，其中，功率管驅(qū)動(dòng)器組(25)、功率放大器組(26)和阻抗匹配器組(27)依次電信號(hào)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述的多通道發(fā)射換能器陣(10)是由多通道、等間距的非均勻加權(quán)弧形陣元組成的弧陣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型水下微地形測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述的多通道接收換能器陣(7)是由多通道、等間距方形陣元組成的均勻線陣。
【文檔編號(hào)】G01S15/88GK103557843SQ201310562382
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】李海森, 李靚 申請(qǐng)人:蘇州聲光達(dá)水下探測(cè)儀器有限公司