拖曳陣聲吶系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及聲吶系統(tǒng)，尤其涉及拖曳陣聲吶系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]聲吶系統(tǒng)的分類方式有很多種。
[0003]按照應用類型可分為軍用和民用。軍用上，聲吶主要應用于偵探與反偵探、水下目標探測和軍事導航中；民用上，聲吶技術可用于了解、探測和使用水資源。
[0004]按照工作原理可將聲吶系統(tǒng)分為主動和被動兩種。
[0005]有目的的主動從系統(tǒng)中發(fā)射聲波的聲吶稱為主動聲吶?？梢杂糜谒逻\動物體的探測，并可以獲得其運動要素，如距離、速度、方向等。它不僅可以探測運動目標，也可以探測海底形貌及各種障礙物，如潛艇、飛機或者輪船的殘骸等。一般來說，通信聲吶、回波測深儀等屬于主動聲吶。
[0006]利用接收換能器基陣接收目標自身發(fā)出的噪聲或信號來探測目標的聲吶稱為被動聲吶。被動聲吶只能被動的接收信號，不會主動輻射聲波，所以被動聲吶具有隱蔽不易被察覺的特點。
[0007]目前典型的聲吶系統(tǒng)包括拖曳陣聲吶、船側陣聲吶、雙/多基地聲吶、地形地貌探測聲吶、小目標成像聲吶、合成孔徑聲吶和通信聲吶等。
[0008]拖曳陣聲吶主要以下幾個部分組成。
[0009]1、線列陣:由若干個水聽器組成，水聽器按照固定的間距放置在拖纜內(nèi)部。水聽器是將聲壓信號轉換為光信號、電信號或其他信號的換能器。拖纜的長度可達幾千米，根據(jù)需求自由調節(jié)。
[0010]2、拖纜收放系統(tǒng):用于拖纜的收放和拖纜姿態(tài)的控制，包括電動絞車、水鳥等。
[0011]3、信號處理系統(tǒng):是拖曳陣聲吶的核心系統(tǒng)，用于處理水聽器接收的信號并與其他系統(tǒng)交換信息，還會包括拖纜艙內(nèi)溫度濕度電源系統(tǒng)等信息的控制。
[0012]我國目前已有的海洋聲吶技術處于研宄的初步階段，缺少具有實用性的海洋聲吶探測系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本實用新型的目的在于克服已有技術的缺點，提供一種可同步采集及同步傳輸數(shù)據(jù)并且系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)有效和準確的拖曳陣聲吶系統(tǒng)。
[0014]為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是:
[0015]本實用新型的拖曳陣聲吶系統(tǒng)，它包括水下系統(tǒng)和船上系統(tǒng)，所述的水下系統(tǒng)包括:
[0016]多路水聽器，所述的多路水聽器用于將聲音信號轉換為電信號；
[0017]多個數(shù)字包，每一個數(shù)字包包括采集板和傳輸板，每一個所述的采集板用于將采集的對應設置的水聽器輸出的信號進行放大、濾波和采樣后傳輸給傳輸板；多個所述的傳輸板將數(shù)據(jù)級聯(lián)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)濕端接口模塊；
[0018]數(shù)據(jù)濕端接口模塊，所述的數(shù)據(jù)濕端接口模塊用于將數(shù)據(jù)通過光纖傳輸給數(shù)據(jù)錄取硬件系統(tǒng)，同時數(shù)據(jù)錄取硬件系統(tǒng)將命令通過光纖傳輸給濕端接口模塊；
[0019]所述的船上系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)錄取硬件系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)錄取硬件系統(tǒng)包括:
[0020]光電收發(fā)單元，用于將光纖傳輸?shù)墓庑盘栟D換為電信號，或將電信號轉換成光信號;
[0021]串并和并串轉換單元，用于將光電收發(fā)單元傳輸?shù)拇行盘栟D換為并行信號或將要發(fā)送的并行信號轉換成串行信號；
[0022]邏輯控制單元，用于實現(xiàn)時序邏輯和數(shù)據(jù)預處理，一方面將來自于串并和并串轉換單元的數(shù)據(jù)通過PCI卡上傳至計算機，另一方面，將PCI卡下傳的命令通過串并和并串轉換單元傳送出去；
[0023]PCI板卡，與邏輯控制單元相連，用于上位機信號和水下系統(tǒng)信號的雙向通信；
[0024]上位機，與PCI板卡相連，實現(xiàn)對水下系統(tǒng)的動態(tài)配置、調度、控制、顯示、存儲、人機交互。
[0025]本實用新型的優(yōu)點在于:可同步采集及同步傳輸數(shù)據(jù)并且系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)有效和準確。
【附圖說明】
[0026]附圖為本實用新型的拖曳陣聲吶系統(tǒng)的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述。
[0028]如附圖所示的本實用新型的拖曳陣聲吶系統(tǒng)，它包括水下系統(tǒng)和船上系統(tǒng)，所述的水下系統(tǒng)包括:
[0029]多路水聽器，所述的多路水聽器用于將聲音信號轉換為電信號；
[0030]多個數(shù)字包，每一個數(shù)字包包括采集板和傳輸板，每一個所述的采集板用于將采集的對應設置的水聽器輸出的信號進行放大、濾波和采樣后傳輸給傳輸板；多個所述的傳輸板將數(shù)據(jù)級聯(lián)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)濕端接口模塊；
[0031]數(shù)據(jù)濕端接口模塊，所述的數(shù)據(jù)濕端接口模塊用于將數(shù)據(jù)通過光纖傳輸給數(shù)據(jù)錄取硬件系統(tǒng)，同時數(shù)據(jù)錄取硬件系統(tǒng)將命令通過光纖傳輸給濕端接口模塊；
[0032]所述的船上系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)錄取硬件系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)錄取硬件系統(tǒng)包括:
[0033]光電收發(fā)單元，用于將光纖傳輸?shù)墓庑盘栟D換為電信號，或將電信號轉換成光信號;
[0034]串并和并串轉換單元，用于將光電收發(fā)單元傳輸?shù)拇行盘栟D換為并行信號或將要發(fā)送的并行信號轉換成串行信號；
[0035]邏輯控制單元，用于實現(xiàn)時序邏輯和數(shù)據(jù)預處理，一方面將來自于串并和并串轉換單元的數(shù)據(jù)通過PCI卡上傳至計算機，另一方面，將PCI卡下傳的命令通過串并和并串轉換單元傳送出去；
[0036]PCI板卡，與邏輯控制單元相連，用于上位機信號和水下系統(tǒng)信號的雙向通信；所述的PCI板卡采用DMA數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綄?shù)據(jù)輸出給上位機；
[0037]上位機，與PCI板卡相連，實現(xiàn)對水下系統(tǒng)的動態(tài)配置、調度、控制、顯示、存儲、人機交互。
[0038]本聲吶系統(tǒng)的作業(yè)過程:等間距的水聽器陣列將聲音信號轉換為電信號，由數(shù)字包中的采集板對信號進行放大、濾波、采樣后，按照固定的格式將采集板數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)絺鬏敯?，傳輸板按照固定的?shù)字幀格式將數(shù)據(jù)級聯(lián)傳輸?shù)綕穸私涌谀K(與船上系統(tǒng)的接口)，濕端接口模塊收到數(shù)據(jù)后，把電信號轉換成光信號經(jīng)過單模光纖傳輸至計算機接口卡(與水下系統(tǒng)的接口)，繼而數(shù)據(jù)將進入了上位機，上位機一方面要對數(shù)據(jù)進行抽取、格式轉換用于波形回顯，一方面要把數(shù)據(jù)存儲成固定的格式(如地震勘探SEG-Y格式文件)，一方面要實現(xiàn)人機交互界面，接收用戶的命令再將命令轉發(fā)到水下系統(tǒng)。
【主權項】
1.拖曳陣聲吶系統(tǒng)，它包括水下系統(tǒng)和船上系統(tǒng)，其特征在于:所述的水下系統(tǒng)包括: 多路水聽器，所述的多路水聽器用于將聲音信號轉換為電信號； 多個數(shù)字包，每一個數(shù)字包包括采集板和傳輸板，每一個所述的采集板用于將采集的對應設置的水聽器輸出的信號進行放大、濾波和采樣后傳輸給傳輸板；多個所述的傳輸板將數(shù)據(jù)級聯(lián)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)濕端接口模塊； 數(shù)據(jù)濕端接口模塊，所述的數(shù)據(jù)濕端接口模塊用于將數(shù)據(jù)通過光纖傳輸給數(shù)據(jù)錄取硬件系統(tǒng)，同時數(shù)據(jù)錄取硬件系統(tǒng)將命令通過光纖傳輸給濕端接口模塊； 所述的船上系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)錄取硬件系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)錄取硬件系統(tǒng)包括: 光電收發(fā)單元，用于將光纖傳輸?shù)墓庑盘栟D換為電信號，或將電信號轉換成光信號；串并和并串轉換單元，用于將光電收發(fā)單元傳輸?shù)拇行盘栟D換為并行信號或將要發(fā)送的并行信號轉換成串行信號； 邏輯控制單元，用于實現(xiàn)時序邏輯和數(shù)據(jù)預處理，一方面將來自于串并和并串轉換單元的數(shù)據(jù)通過PCI卡上傳至計算機，另一方面，將PCI卡下傳的命令通過串并和并串轉換單元傳送出去； PCI板卡，與邏輯控制單元相連，用于上位機信號和水下系統(tǒng)信號的雙向通信； 上位機，與PCI板卡相連，實現(xiàn)對水下系統(tǒng)的動態(tài)配置、調度、控制、顯示、存儲、人機交互。
【專利摘要】本實用新型公開了拖曳陣聲吶系統(tǒng)，它包括水下系統(tǒng)和船上系統(tǒng)，水下系統(tǒng)包括：多路水聽器；多個數(shù)字包，每一個數(shù)字包包括采集板和傳輸板，每一個所述的采集板用于將采集的對應設置的水聽器輸出的信號進行放大、濾波和采樣后傳輸給傳輸板；多個所述的傳輸板將數(shù)據(jù)級聯(lián)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)濕端接口模塊；數(shù)據(jù)濕端接口模塊，所述的數(shù)據(jù)濕端接口模塊用于將數(shù)據(jù)通過光纖傳輸給數(shù)據(jù)錄取硬件系統(tǒng)。本實用新型的優(yōu)點在于：可同步采集及同步傳輸數(shù)據(jù)并且系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)有效和準確。
【IPC分類】G01S7-521
【公開號】CN204287475
【申請?zhí)枴緾N201420787108
【發(fā)明人】段發(fā)階, 蔣佳佳, 華香凝, 李彥超, 李宸陽, 袁文澹, 薛俊, 袁建富
【申請人】天津大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月12日