一种可变深主动探测声学浮标制造技术

本申请提供一种可变深主动探测声学浮标，包括：信号收发系统、变深机构、控制系统、通信系统和供能系统，信号收发系统包括信号发射机构和信号接收机构；变深机构与信号收发系统连接并驱动信号收发系统进行变深；控制系统与信号收发系统和变深机构信号连接；通信系统与控制系统信号连接；供能系统为信号收发系统、变深机构、通信系统以及控制系统提供能量；控制系统发出控制信号至信号收发系统和变深机构，使得信号收发系统在设定深度上以设定形式发出探测声信号，并进行自主探测处理。本申请提供的声学浮标，避免声学浮标在运行过程中出现能量不足而无法以主动方式正常工作，能够实现对水下低噪声目标的尽早发现和持续跟踪任务。对水下低噪声目标的尽早发现和持续跟踪任务。对水下低噪声目标的尽早发现和持续跟踪任务。

【技术实现步骤摘要】
一种可变深主动探测声学浮标


[0001]本申请属于水声工程
，尤其涉及一种可变深主动探测声学浮标。

技术介绍

[0002]在水声工程中，随着自主探测与自动跟踪、跨介质通信与组网、高性能计算与机器学习等技术的发展，对水下目标的探测从原来的单平台、单装备正向网络化体系化发展，以各类型浮/潜标、无人水下航行器/水面艇、水下滑翔机等为主的无人平台及其声学载荷，正在成为体系中的重要一环，而浮标则以其易于部署且性价比高的优势成为其中的主力成员。
[0003]目前，受供能方式限制，声学探测浮标多以低功耗的被动方式为主，可以对目标进行测向，但难以测距测速。个别仅以内部电池供电的主动标，不能支撑进行长时间大功率发射，难以胜任对水下目标的持续定位跟踪。导致多数浮标的声基阵不具备独立的大范围变深能力，无法综合利用会聚区、海底反射、深海声道、可靠声路径等传播效应进行探测，目标发现距离和跟踪稳定性都很有限。因此，如何及时有效地发现水下低噪声目标，始终是水下声学探测的难点，迄今为止声纳技术也没有很好地解决这个问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种可变深主动探测声学浮标，以解决现有声学浮标供能有限，无法持续实施变深主动探测的问题。
[0005]本申请实施例提供一种可变深主动探测声学浮标，包括：
[0006]信号收发系统，包括信号发射机构和信号接收机构；
[0007]变深机构，与所述信号收发系统连接并驱动所述信号收发系统进行变深；
[0008]控制系统，与所述信号收发系统和变深机构信号连接；
[0009]通信系统，与所述控制系统信号连接，以实现所述控制系统与外部通信；
[0010]供能系统，供能系统为信号收发系统、变深机构、通信系统以及控制系统提供能量；
[0011]其中，所述控制系统发出控制信号至所述信号收发系统和变深机构，使得所述信号收发系统在设定的深度以设定形式发出探测声信号，同时接收并处理信号接收机构的回波信号。
[0012]可选的，所述变深机构包括绞车，以及卷绕在绞车上的承重电缆，所述信号收发系统固定连接于所述承重电缆的末端。
[0013]可选的，所述信号发射机构包括信号连接的功率放大器和发射阵，所述发射阵包括沿所述承重电缆延伸方向间隔布置的多个圆盘式换能器。
[0014]可选的，所述信号接收机构包括：
[0015]接收支架，连接于所述承重电缆的末端，所述接收支架包括中心杆和围绕所述中心杆的多个接收臂，所述接收臂一端与所述中心杆活动连接，以使所述接收臂能相对所述
中心杆展开或收拢；
[0016]多个水听器，设置在所述接收臂上。
[0017]可选的，所述供能系统包括：
[0018]燃油包，用于容纳燃油；
[0019]发电模块，包括发电机，所述发电机与所述燃油包通过管路连接；
[0020]供电模块，为所述信号收发系统、所述变深机构、所述通信系统以及所述控制系统提供能量，所述供电模块包括第一供能单元和第二供能单元，所述第一供能单元与所述发电模块电性连接，用于储存所述发电模块产生的电能。
[0021]可选的，所述第一供能单元包括：
[0022]蓄电池组，包括多个蓄电池；
[0023]封装箱，用于容纳所述蓄电池组；
[0024]电池安全管控模块，所述电池安全管控模块包括处理单元和监测单元，所述监测单元用于监测所述封装箱压力、封装箱液位、电池温度以及电池电量中的一种或多种，并将监测结果输送至所述处理单元，所述处理单元上报故障报警信息至所述控制系统，并根据所述控制系统发出的故障处理指令进行故障处理。
[0025]可选的，所述第一供能单元的输出功率大于第二供能单元的输出功率。
[0026]可选的，所述第二供能单元包括：
[0027]顶层单元电池，封装于顶层电子单元中，为所述顶层电子单元供电；
[0028]底层单元电池，封装于底层电子单元中，为所述底层电子单元供电。
[0029]可选的，所述故障处理指令包括常规故障处理和/或解除蓄电池组，所述常规故障处理包括冷却处理、泄压处理和排液处理中的一种或多种。
[0030]可选的，所述控制系统根据外部提供的情报数据和遥控指令生成目标探测策略，并按照所述目标探测策略发出控制指令，以及，根据目标探测策略提供的目标回波和背景干扰特征预报对信号接收机构接收到的回波信号进行数据处理。
[0031]可选的，所述目标探测策略包括变深策略、变信号策略和变姿态策略；所述控制系统基于所述变深策略发出变深控制指令至所述变深机构，基于所述变信号策略发出变信号指令至所述信号发射机构，基于所述变姿态策略发出姿态调整指令至所述信号接收机构，其中，所述变信号指令包括发射波形指令和发射启停指令。
[0032]本申请实施例提供的一种可变深主动探测声学浮标，通过通信系统与外部通信，获得外部终端提供的情报信息和指令并传输探测结果，可变深主动探测声学浮标能够实现在深海海域可变深、大功率的长时间主动探测，满足深海探测区域大、探测精度高的探测需求，整个过程中供能系统能持续为信号收发系统、变深机构、通信系统以及控制系统提供能量，克服了现有声学浮标续航能力低，无法实施变深主动探测的问题，避免声学浮标在运行过程中出现能量不足而无法正常工作，能够实现对水下低噪声目标的尽早发现和持续跟踪任务。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本
领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
[0035]图1为本专利技术提供的可变深主动探测声学浮标的组成示意图；
[0036]图2为本申请实施例提供的一种可变深主动探测声学浮标的结构示意图；
[0037]图3为本申请实施例提供的一种可变深主动探测声学浮标处于收纳状态时的结构示意图；
[0038]图4为本申请实施例提供的一种可变深主动探测声学浮标处于展开状态时的结构示意图；
[0039]图5为图3中圆盘式换能器处于收纳状态时的结构示意图；
[0040]图6为图4中圆盘式换能器处于展开状态时的结构示意图；
[0041]图7为图3中接收支架处于收纳状态时安装结构示意图；
[0042]图8为图4中接收支架处于展开状态时安装结构示意图；
[0043]图9为本申请实施例提供的一种可变深主动探测声学浮标的工作原理示意图；
[0044]图10为本申请实施例提供的一种可变深主动探测声学浮标的探测方法流程图。
[0045]图中：1、浮囊；2、水面舱；3、发电机；4、通信系统；5、顶层电子单元；6、启动电池；7、充本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变深主动探测声学浮标，其特征在于，包括：信号收发系统，包括信号发射机构和信号接收机构；变深机构，与所述信号收发系统连接并驱动所述信号收发系统进行变深；控制系统，与所述信号收发系统和变深机构信号连接；通信系统，与所述控制系统信号连接，以实现所述控制系统与外部通信；供能系统，供能系统为信号收发系统、变深机构、通信系统以及控制系统提供能量；其中，所述控制系统发出控制信号至所述信号收发系统和变深机构，使得所述信号收发系统在设定的深度上以设定形式发出探测声信号。2.根据权利要求1所述的可变深主动探测声学浮标，其特征在于，所述变深机构包括绞车，以及卷绕在绞车上的承重电缆，所述信号收发系统连接在所述承重电缆的末端。3.根据权利要求2所述的可变深主动探测声学浮标，其特征在于，所述信号发射机构包括信号连接的功率放大器和发射阵，所述发射阵包括沿所述承重电缆延伸方向间隔布置的多个圆盘式换能器。4.根据权利要求2所述的可变深主动探测声学浮标，其特征在于，所述信号接收机构包括：接收支架，连接于所述承重电缆的末端，所述接收支架包括中心杆和围绕所述中心杆的多个接收臂，所述接收臂一端与所述中心杆活动连接，以使所述接收臂能相对所述中心杆展开或收拢；多个水听器，布置在所述接收臂上。5.根据权利要求1所述的可变深主动探测声学浮标，其特征在于，所述供能系统包括：燃油包，用于容纳燃油；发电模块，包括发电机，所述发电机与所述燃油包通过管路连接；供电模块，为所述信号收发系统、所述变深机构、所述通信系统以及所述控制系统提供能量，所述供电模块包括第一供能单元和第二供能单元，所述第一供能单元与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平波，卫红凯，吕波，郑志成，
申请(专利权)人：北京星网船电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：