一种多信号格式声信标制造技术

本实用新型专利技术属于水下目标定位技术领域，涉及一种多信号格式声信标，包括壳体，壳体上设置有入水检测开关电极，壳体内设置有PCB电路板及收发合置换能器，所述PCB电路板与收发合置换能器电气连接，所述PCB电路板上连接电子元件和电池，所述电子元件包括信号调理电路、信号处理单片机、功率放大电路，信号处理单片机内集成A/D采集电路和信号发生电路，信号处理单片机内运行信号处理软件，所述信号处理软件控制信号处理单片机启动所述信号发生电路。本实用新型专利技术的多信号格式声信标能够发射不同格式的声信号，满足水下多目标定位的需求，同时能与不同水域进行匹配、兼容不同探测设备，体积小，重量轻。

A Multi-Signal Format Soundbeacon

The utility model belongs to the technical field of underwater target positioning, and relates to a multi-signal format acoustic beacon, which comprises a shell with a water entry detection switch electrode, a PCB circuit board and a transceiver-transducer in the shell, an electrical connection between the PCB circuit board and the transceiver-transducer, an electronic component and a battery connected on the PCB circuit board, and the electronic component includes a signal. The conditioning circuit, signal processing MCU, power amplifier circuit, A/D acquisition circuit and signal generation circuit are integrated in the signal processing MCU. The signal processing software runs in the signal processing MCU, and the signal processing software control signal processing MCU starts the signal generation circuit. The multi-signal format acoustic beacon of the utility model can transmit different formats of acoustic signals, meet the needs of underwater multi-target positioning, match with different waters and compatible with different detection devices, and has small volume and light weight.

【技术实现步骤摘要】
一种多信号格式声信标
本技术属于水下目标定位
，特别涉及一种多信号格式声信标。
技术介绍
在航海航运、海上工程施工、科学考察、航空航天等多种行业领域的作业过程中，很可能发生人员或设备落水的意外情况，需要进行搜救，或者进行水下试验，需要对水下机器人等水下目标进行探测。目前，水声信号相比于无线电、光学信号等其它信号形式的信标，在水中衰减最小，是水中远距离传播最有效的信号传递方式。利用水声信号指示目标位置的水声信标技术已在飞机黑匣子水中示位及探测搜寻中得到应用。但是常规的水声信标只能发射一种格式的声信号，例如飞机黑匣子上使用的声信标的信号格式通常是每秒发射一个10毫秒脉宽的CW脉冲声信号，且CW脉冲声信号的填充频率也只有一个频率，通常是37.5kHz。这种常规水声信标的内部电路比较简单，功能单一，在使用过程中不能改变其发射的信号格式，如果水下有多个信标需要同时探测，由于它们都只能发射同样格式的声信号，难以对它们进行区分，会由于无法区分目标身份而导致不能优化搜救顺序或受虚假目标信号的误导，影响搜救效果。此外，由于海水与淡水的声吸收系数在不同频率上有很大差异，针对不同的水域使用不同频率的声信号，可以获得更好的使用效果，而常规声信标的频率是固定的，要改变频率就必须更换声信标，操作困难。现有技术中，含有编号信息具有身份识别功能的水声信号发射设备普遍体积和重量大，有些还采用外部电源供电，不利于人员、船只或重要物资设备的安装、配带。
技术实现思路
为了克服上述
技术介绍
中存在的诸多缺陷与不足，本技术的目的是提供一种多信号格式声信标，其能够发射不同格式的声信号，满足水下多目标定位的需求，同时能与不同水域进行匹配、兼容不同探测设备，体积小，重量轻。具体本技术采用了下列的设计结构以及设计方案：一种多信号格式声信标，包括壳体(5)，壳体(5)上设置有入水检测开关电极(3)，壳体(5)内设置有PCB电路板(7)及收发合置换能器(8)，所述PCB电路板(7)与所述收发合置换能器(8)电气连接，所述PCB电路板(7)上连接电子元件(6)和电池(9)，所述电子元件(6)包括信号调理电路(11)、信号处理单片机(13)、功率放大电路(15)，信号处理单片机(13)内集成A/D采集电路(12)和信号发生电路(14)，信号处理单片机(13)内运行信号处理软件，所述信号处理软件控制信号处理单片机(13)启动所述信号发生电路(14)。优选的，所述信号处理软件被设置为通过判断A/D采集电路(12)采集到的数据控制信号处理单片机(13)启动所述信号发生电路(14)。进一步的，所述信号调理电路(11)采用通用的窄带滤波放大电路，其电路形式由2级运算放大器组成的窄带滤波器串联而成。进一步的，所述信号处理单片机(13)内集成12位A/D转换器和16位可编程计数器。进一步的，所述功率放大电路(15)为谐振放大电路形式，包括一只N沟道场效应管和一只输出变压器。进一步的，所述入水检测开关电极(3)由P沟道场效应管和入水检测电极组成。进一步的，所述电池(9)为锂电池。进一步的，所述壳体(5)为密封的圆管形金属壳体。本技术一种多信号格式声信标的工作原理如下：多信号格式声信标放入水中后，入水检测开关电极(3)接触水即导通，此时多信号格式声信标内部电路上电工作，在信号处理单片机(13)的控制下，首选进入声信标格式设置过程。在声信标格式设置过程中，本技术的多信号格式声信标并不发射声信号，而是处于接收状态，利用收发合置换能器(8)接收声信号指令。所述声信号指令透过壳体(5)作用到收发合置换能器(8)上，进而进入声信标的格式设置流程；而收发合置换能器(8)上发射的声信标信号也可以透过壳体(5)发送到声场中。在收发合置换能器(8)接收到声信号指令后，将其转换为电信号，电信号经过信号调理电路(11)放大和滤波后，到达A/D采集电路(12)进行信号采集，A/D采集电路(12)采集到的数据送入信号处理单片机(13)。在所述信号处理单片机(13)内运行信号处理软件，信号处理软件判断A/D采集电路(12)采集到的数据是否满足规定的某一种指令格式，如果满足，信号处理单片机(13)就启动信号发生电路(14)，信号发生电路(14)输出对应格式的信号，该信号经过功率放大电路(15)放大后，驱动收发合置换能器(8)发射对应格式的声信号；如果A/D采集电路(12)采集到的数据不满足规定的指令格式，则继续接收信号，直至接收到满足规定格式的指令。如果信号处理软件在一定时间内没有收到满足规定格式的指令，所述信号处理单片机(13)启动信号发生电路(14)发射默认格式的声信号。本技术与现有技术相比所产生的有益效果是：1)当水下同时有多个目标需要定位时，可以根据需要设置多种信号格式，使多个水下信标发射不同格式的声信号，易于区分各个不同的水下信标；2)可以根据使用水域的特性或信标探测设备的特性，设置多种信号格式，以便获取最佳的使用效果；3)本技术的多信号格式声信标体积小、重量轻，便于安装、配带。附图说明图1：本技术多信号格式声信标的装配示意图。图2：本技术多信号格式声信标的组成原理框图。图3：本技术的信号处理软件的工作流程图。图4：本技术的实施例中设置的声信号指令及对应的声信标格式。图中：1-上端盖；2-环氧树脂胶水；3-入水检测开关电极；4-绝缘垫片；5-壳体；6-电子元件；7-PCB电路板；8-收发合置换能器；9-电池；10-下端盖；11-信号调理电路；12-A/D采集电路；13-信号处理单片机；14-信号发生电路；15-功率放大电路。具体实施方式下面通过附图和实施例对本技术作进一步详细说明，但本技术的保护范围不局限于所述内容。如图1、图2所示，本技术多信号格式声信标壳体5为圆管形的金属壳体，外径约为φ34mm、壁厚约为1mm、高度约为80mm，壳体5的上下两端分别装有上端盖1和下端盖10，壳体5上设置有入水检测开关电极3，壳体5内设置有PCB电路板7及收发合置换能器8，在收发合置换能器8的内壁焊一根导线，导线的另一头焊接在PCB电路板7的对应焊接点上，使收发合置换能器8与PCB电路板7实现电气连接。所述PCB电路板7为长方形板，与应答式声信标的轴线相平行设置，通过入水检测开关电极3固定在壳体5的上端部。PCB电路板7上面焊接连接电子元件6和电池9，其中电子元件6集中焊接在PCB电路板7上部，电池9焊接在PCB电路板7下部。所述收发合置换能器8为一只圆管形压电陶瓷，压电陶瓷的材料选用P-4型，压电陶瓷外径约为φ32mm、壁厚约为1.5mm、高度约为20mm。设置信标格式时，所述声信号指令透过壳体5作用到收发合置换能器8上，进而进入声信标的格式设置流程；而收发合置换能器8上发射的声信标信号也可以透过壳体5发送到声场中。所述电子元件6包括信号调理电路11、信号处理单片机13、功率放大电路15，信号处理单片机13内集成A/D采集电路12和信号发生电路14，信号处理单片机13内运行信号处理软件，所述信号处理软件控制信号处理单片机13启动所述信号发生电路14。所述信号调理电路11采用通用的窄带滤波放大电路，电路形式可由2级运算放大器组成的窄带滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多信号格式声信标，包括壳体(5)，其特征在于，壳体(5)上设置有入水检测开关电极(3)，壳体(5)内设置有PCB电路板(7)及收发合置换能器(8)，所述PCB电路板(7)与所述收发合置换能器(8)电气连接，所述PCB电路板(7)上连接电子元件(6)和电池(9)，所述电子元件(6)包括信号调理电路(11)、信号处理单片机(13)、功率放大电路(15)，信号处理单片机(13)内集成A/D采集电路(12)和信号发生电路(14)，信号处理单片机(13)内运行信号处理软件，所述信号处理软件控制信号处理单片机(13)启动所述信号发生电路(14)。

【技术特征摘要】
1.一种多信号格式声信标，包括壳体(5)，其特征在于，壳体(5)上设置有入水检测开关电极(3)，壳体(5)内设置有PCB电路板(7)及收发合置换能器(8)，所述PCB电路板(7)与所述收发合置换能器(8)电气连接，所述PCB电路板(7)上连接电子元件(6)和电池(9)，所述电子元件(6)包括信号调理电路(11)、信号处理单片机(13)、功率放大电路(15)，信号处理单片机(13)内集成A/D采集电路(12)和信号发生电路(14)，信号处理单片机(13)内运行信号处理软件，所述信号处理软件控制信号处理单片机(13)启动所述信号发生电路(14)。2.如权利要求1所述多信号格式声信标，其特征在于，所述信号处理软件被设置为通过判断A/D采集电路(12)采集到的数据控制信号处理单片机(13)启动所述信号发生电路(14)。3.如权利要求1所述多信号格式...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，许辰，邓鹏，王桂芹，许政，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军潜艇学院，昆明亢乾科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：山东,37