一种可区分左右舷的曲线型标量水听器阵列制造技术

本发明专利技术公开了一种可区分左右舷的曲线型标量水听器阵列，包括带有阵外信号传输缆以及尾绳的曲线型阵列单元，所述曲线型阵列单元包括两端封闭且弯曲呈曲线型的套管，所述套管内分别设有阵内信号传输缆、多个标量水听器基元以及多个姿深传感器，且多个标量水听器基元以及多个姿深传感器均分别沿着套管的长度方向均匀分布排列。本发明专利技术仅利用一条标量水听器阵列就可以实现对目标的左右舷分辨，具有成本低和舰艇机动性不受影响等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种可区分左右舷的曲线型标量水听器阵列
本专利技术涉及水声探测技术，具体涉及一种可区分左右舷的曲线型标量水听器阵列。
技术介绍
水听器是利用在海洋中传播的声波作为信息载体对水中目标进行探测并对目标进行定位、识别、跟踪以及实现水下导航、测量和通信的传感器。水听器技术被广泛用于海军水下活动的各个方面，是舰艇探测、侦察、导航的主要手段。由于水下军事防务上的要求和人类开发利用海洋资源的迫切需要，水听器技术已得到空前的发展。为了提高探测距离以及对目标进行精确定位定向，水听器通常需要组成阵列来进行目标探测。其中，线阵列是常用的水听器阵列形式，主要用在拖曳线列阵和海底固定线列阵。基于无指向性声压水听器的标量直线阵无法分辨目标是来自阵列的左舷还是右舷，即存在左右舷模糊问题。对于拖曳直线阵而言，在实际应用中通常采用本舰机动的方法实现左右舷分辨，这种做法的弊端是不能实时分辨目标的具体方位和影响舰艇的正常航行。对于海底固定直线阵而言，一条阵列更加无法区分左右舷。因此通常采用多线阵和矢量阵的形式来克服左右舷模糊问题。多线阵存在收放困难，不便于舰艇机动的问题；矢量阵尚有一系列复杂的物理问题未能很好解决。针对单条标量水听器直线阵存在的左右舷模糊问题，本专利技术提出了一种可区分左右舷的曲线型水听器阵列，具有显著的应用价值。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种可区分左右舷的曲线型标量水听器阵列，本专利技术仅利用一条标量水听器声纳阵列就可以实现对目标的左右舷分辨，具有成本低和舰艇机动性不受影响等优点。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供一种可区分左右舷的曲线型标量水听器阵列，包括带有阵外信号传输缆以及尾绳的曲线型阵列单元，所述曲线型阵列单元包括两端封闭且弯曲呈曲线型的套管，所述套管内分别设有阵内信号传输缆、多个标量水听器基元以及多个姿深传感器，且多个标量水听器基元以及多个姿深传感器均分别沿着套管的长度方向均匀分布排列。优选地，所述套管内还设有多个阵列加固骨架，所述阵列加固骨架为圆柱状结构，所述阵列加固骨架的柱体外径与套管内径相同，所述多个阵列加固骨架沿着套管的长度方向均匀分布排列。优选地，所述套管内还设有拉绳，所述拉绳的两端分别连接在套管两端的封闭堵头部件上，所述多个标量水听器基元、多个姿深传感器以及多个阵列加固骨架均与拉绳连接固定。优选地，所述多个标量水听器基元、多个姿深传感器以及多个阵列加固骨架的外壳上分别设计两道轴向对称的凹槽，所述套管内总设有两根拉绳，且所述拉绳分别卡设在一个凹槽中且与凹槽内壁过盈配合。优选地，所述多个标量水听器基元、多个姿深传感器以及多个阵列加固骨架的外壳沿轴线方向预留贯穿孔，所述阵内信号传输缆贯穿布置于贯穿孔中。优选地，所述套管内的空隙中设有阵列填充物。优选地，所述阵列填充物为硅油。优选地，所述曲线型阵列单元的套管呈抛物线型。和现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术针对现有的标量水听器阵列存在的左右舷模糊问题，通过将阵列形状设计为曲线型，仅利用一条标量水听器阵列就可以实现对目标的左右舷分辨。2、本专利技术克服了传统标量水听器阵列需要通过增加阵列数量或舰艇机动的方式来区分左右舷的缺点，具有成本低和舰艇机动性不受影响等优点。3、本专利技术对标量水听器阵列的阵形设计具有一定的指导和借鉴意义，通过人为控制阵列的布放施工过程可有效控制阵形，充分利用特殊的阵形，仅利用单条阵列就可以达到多条阵列的探测效果。附图说明图1为本专利技术实施例的整体结构示意图。图2为本专利技术实施例的局部结构示意图。图3为本专利技术实施例中曲线型阵列单元3的阵形示意图。图4为本专利技术实施例中曲线型阵列波束形成算法的流程图。图5为本专利技术实施例中抛物线型阵形的波束形成结果。图6为本专利技术实施例中作为对比的直线型阵形的波束形成结果。图例说明：1、阵外信号传输缆；2、尾绳；3、曲线型阵列单元；30、套管；31、阵内信号传输缆；32、标量水听器基元；33、姿深传感器；34、阵列加固骨架；35、拉绳；36、阵列填充物。具体实施方式如图1和图2所示，本实施例可区分左右舷的曲线型标量水听器阵列包括带有阵外信号传输缆1以及尾绳2的曲线型阵列单元3，曲线型阵列单元3包括两端封闭且弯曲呈曲线型的套管30，套管30内分别设有阵内信号传输缆31、多个标量水听器基元32以及多个姿深传感器33，且多个标量水听器基元32以及多个姿深传感器33均分别沿着套管30的长度方向均匀分布排列。阵外信号传输缆1与曲线型阵列单元3进行连接，用于将阵列传感信号传输回外部的信号处理子系统，外部的信号处理子系统用于对阵列传感信号进行数据处理、对姿深传感器进行通信控制、对光纤水听器提供光源、对压电水听器和姿深传感器提供电源。标量水听器基元32采用光纤水听器时，阵外信号传输缆1为光电复合缆；标量水听器基元32采用压电水听器时，阵外信号传输缆1为电缆。尾绳2主要用于回收水听器阵列后将曲线型阵列单元3的尾端固定到舰船上的阵列收放绞盘上。套管30具体采用PU管，两端采用金属堵头部件封闭，其主要作用是形成曲线型阵列单元3和保护标量水听器基元32。阵内信号传输缆31用于对水听器数据、姿态深度传感数据进行传输。标量水听器基元32采用光纤水听器时，阵内信号传输缆31为光电复合缆；标量水听器基元32采用压电水听器时，阵内信号传输缆31为电缆。标量水听器基元32用于进行水下声压信号探测，不限于水听器类型，可采用标量光纤水听器和标量压电水听器。区别在于，标量水听器基元32采用光纤水听器时，阵内信号传输缆31和阵外信号传输缆1为光电复合缆；标量水听器基元32采用压电水听器时，阵内信号传输缆31和阵外信号传输缆1为电缆。姿深传感器33用于测量阵列不同位置处的深度和姿态信息，其传感信息通过阵内信号传输缆31和阵外信号传输缆1传输回信号处理子系统，利用该信息可解算出阵列的实际阵形。如图1和图2所示，套管30内还设有多个阵列加固骨架34，阵列加固骨架34为圆柱状结构，阵列加固骨架34的柱体外径与套管30内径相同，多个阵列加固骨架34沿着套管30的长度方向均匀分布排列，阵列加固骨架34用于支撑套管30，外径与套管30内径相同。如图1和图2所示，套管30内还设有拉绳35，拉绳35的两端分别连接在套管30两端的封闭堵头部件上，多个标量水听器基元32、多个姿深传感器33以及多个阵列加固骨架34均与拉绳35连接固定，拉绳35起到沿阵缆方向固定标量水听器基元32、姿深传感器33以及阵列加固骨架34位置的作用，同时具有提高阵列抗拉性能的作用。本实施例中，拉绳35具体采用凯夫拉绳。本实施例中，多个标量水听器基元32、多个姿深传感器33以及多个阵列加固骨架34的外壳上分别设计两道对称的凹槽，套管30内总设有两根拉绳35，且拉绳35分别卡设在一个凹槽中且与凹槽内壁过盈配合。本实施例中，多个标量水听器基元32、多个姿深传感器33以及多个阵列加固骨架34的外壳沿轴线方向预留贯穿孔，阵内信号传输缆31贯穿布置于贯穿孔中。如图1和图2所示，套管30内的空隙中设有阵列填充物36，阵列填充物36起到支撑阵列、对阵列的密度进行调节以使阵列在水中达到零浮力状态的作用。本实施例中，阵列填充物36为硅油（中性），具有化学性质稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可区分左右舷的曲线型标量水听器阵列，其特征在于：包括带有阵外信号传输缆（1）以及尾绳（2）的曲线型阵列单元（3），所述曲线型阵列单元（3）包括两端封闭且弯曲呈曲线型的套管（30），所述套管（30）内分别设有阵内信号传输缆（31）、多个标量水听器基元（32）以及多个姿深传感器（33），且多个标量水听器基元（32）以及多个姿深传感器（33）均分别沿着套管（30）的长度方向均匀分布排列。

【技术特征摘要】
1.一种可区分左右舷的曲线型标量水听器阵列，其特征在于：包括带有阵外信号传输缆（1）以及尾绳（2）的曲线型阵列单元（3），所述曲线型阵列单元（3）包括两端封闭且弯曲呈曲线型的套管（30），所述套管（30）内分别设有阵内信号传输缆（31）、多个标量水听器基元（32）以及多个姿深传感器（33），且多个标量水听器基元（32）以及多个姿深传感器（33）均分别沿着套管（30）的长度方向均匀分布排列。2.根据权利要求1所述的可区分左右舷的曲线型标量水听器阵列，其特征在于：所述套管（30）内还设有多个阵列加固骨架（34），所述阵列加固骨架（34）为圆柱状结构，所述阵列加固骨架（34）的柱体外径与套管内径相同，所述多个阵列加固骨架（34）沿着套管（30）的长度方向均匀分布排列。3.根据权利要求1所述的可区分左右舷的曲线型标量水听器阵列，其特征在于：所述套管（30）内还设有拉绳（35），所述拉绳（35）的两端分别连接在套管（30）两端的封闭堵头部件上，所述多个标量水听器基元（32）、多个姿深传感器（33）以及多个阵列加固...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，邹永超，胡正良，陈雯，朱靖，陈祥国，马丽娜，徐攀，胡永明，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43