一种光纤水听器虚拟阵生成方法和虚拟光纤水听器技术

本发明专利技术公开了一种光纤水听器虚拟阵生成方法和虚拟光纤水听器，方法包括：获取光纤水听器的拖曳光纤信号；采用预设的被动合成孔径声呐算法，对所述拖曳光纤信号进行去重和相位补偿处理，获得与所述光纤水听器对应的虚拟阵。本发明专利技术通过采用被动合成孔径声呐算法形成光纤水听器对应的虚拟阵，将光纤水听器与虚拟阵结合，虚拟阵既能够增加光纤阵列传感的长度，又具有光纤阵列传感的功能及效果，能够满足阵列孔径不变长的情况下，搭载小型化无人平台进行拖曳使用，从而避免现有技术中存在的需要进行航行速度提升、从而导致拖曳流阻急剧增加，影响航行器动力及续航时间，进一步降低无人平台整体工作性能的问题。人平台整体工作性能的问题。人平台整体工作性能的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤水听器虚拟阵生成方法和虚拟光纤水听器


[0001]本专利技术涉及光纤水声传感
，具体涉及一种光纤水听器虚拟阵生成方法和虚拟光纤水听器。

技术介绍

[0002]光纤水听器因其低频响应好、高灵敏度、抗电磁干扰、轻量化、可分布式复用等优势得到世界范围内的广泛关注，基于光纤水听器构建的拖曳线列阵是其中一个重要应用分支，为了实现水下安静型目标探测需求，拖曳线列阵孔径不断增加、复用阵元不断提升，但也使阵列规模大幅度提升。为了适用未来无人装备应用趋势，国内外研究团队纷纷开展细线阵关键技术研究，匹配干涉型、光纤激光型水听器均可实现拖曳使用。
[0003]目前光纤水听器的阵列缆径普遍处于厘米量级，且复用基元较少，将其直接搭载小型化无人平台拖曳使用时，需要将阵列孔径变长，若阵列孔径变长则缆径增加导致重量增加、从而需要航行速度提升、这样会进一步导致拖曳流阻急剧增加，影响航行器动力及续航时间，进一步降低无人平台整体工作性能。
[0004]因此，急需找到一种新型的光纤水听器能够满足阵列孔径不变长的情况下，搭载小型化无人平台进行拖曳使用，从而避免现有技术中存在的需要进行航行速度提升、从而导致拖曳流阻急剧增加，影响航行器动力及续航时间，进一步降低无人平台整体工作性能的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种光纤水听器虚拟阵生成方法和虚拟光纤水听器，能够满足阵列孔径不变长的情况下，搭载小型化无人平台进行拖曳使用，从而避免现有技术中存在的需要进行航行速度提升、从而导致拖曳流阻急剧增加，影响航行器动力及续航时间，进一步降低无人平台整体工作性能的问题。
[0006]为达到上述技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种光纤水听器虚拟阵生成方法，包括：
[0008]获取光纤水听器的拖曳光纤信号；
[0009]采用预设的被动合成孔径声呐算法，对所述拖曳光纤信号进行去重和相位补偿处理，获得与所述光纤水听器对应的虚拟阵。
[0010]在一些实施例中，所述获得与所述光纤水听器对应的虚拟阵，包括：
[0011]获取所述拖曳光纤信号形成的阵列的初始基元数目；
[0012]根据所述初始基元数目，确定经过一设定时间后运动产生的扩展基元数目；
[0013]根据所述扩展基元数目和初始基元数目，确定与所述光纤水听器对应的虚拟阵的总基元数目。
[0014]在一些实施例中，所述根据所述基元数目，确定经过一设定时间后运动产生的扩展基元数目，包括：
[0015]采用预设的相位修正法，对空间重叠的基元进行修正，确定虚拟合成后的修正扩展基元数目；
[0016]根据所述修正扩展基元数目和初始基元数目，确定所述虚拟长阵的总基元数目。
[0017]在一些实施例中，所述采用预设的相位修正法，对空间重叠的基元进行修正之后，还包括：
[0018]采用预设的相位补偿法，对所述修正扩展基元进行补偿修正，获得目标扩展基元；
[0019]根据所述目标扩展基元和初始基元，确定所述虚拟阵的总基元数目。
[0020]在一些实施例中，所述获取光纤水听器的拖曳光纤信号之前，包括：
[0021]制备毫米量级光缆；
[0022]基于所述毫米量级光缆，构建光纤水听器阵列。
[0023]在一些实施例中，所述制备毫米量级光缆，包括：
[0024]获取涂覆材料和一定长度的光纤；
[0025]将所述光纤在一设定温度下进行多次热处理，得到热度光纤；
[0026]将所述涂覆材料在一设定温度下进行热处理，以使所述涂覆材料相对所述热度光纤预收缩，得到初级光缆；
[0027]采用预设的冷却固化法，对所述初级光缆初级进行降温处理，得到成型光缆。
[0028]在一些实施例中，所述得到成型光缆之后，还包括：
[0029]对所述成型光缆进行直径检测，判断所述成型光缆的直径是否大于预设的光缆毫米直径；
[0030]若大于，则确定所述成型光缆为目标光缆。
[0031]在一些实施例中，所述采用预设的被动合成孔径声呐算法对所述阵列光纤信号进行阵元扩展处理，获得虚拟长阵，包括：
[0032]获取拖曳阵列的初始基元数目；
[0033]根据所述初始基元数目，确定经过一设定时间后运动产生的扩展基元数目；
[0034]根据所述扩展基元数目和初始基元数目，确定所述虚拟长阵的总基元数目。
[0035]在一些实施例中，所述根据所述基元数目，确定经过一设定时间后运动产生的扩展基元数目，包括：
[0036]采用预设的相位修正法，对空间重叠的基元进行修正，确定虚拟合成后的修正扩展基元数目；
[0037]根据所述修正扩展基元数目和初始基元数目，确定所述虚拟长阵的总基元数目。
[0038]在一些实施例中，所述采用预设的相位修正法，对空间重叠的基元进行修正之后，还包括：
[0039]采用预设的相位补偿法，对所述修正扩展基元进行补偿修正，获得目标扩展基元；
[0040]根据所述目标扩展基元和初始基元，确定所述虚拟长阵的总基元数目。
[0041]在一些实施例中，所述将所述光纤在一设定温度下进行多次热处理，包括：
[0042]对所述光纤进行第一次热处理，得到预热光纤，所述第一次热处理温度为100℃；
[0043]对所述预热光纤进行第二次热处理，得到所述热度光纤，所述第二次热处理温度为190摄氏度。
[0044]第二方面，本专利技术还提供了一种虚拟光纤水听器，包括：采用如上述任一项权利要
求所述的光纤水听器虚拟阵生成方法制成，所述虚拟光纤水听器包括至少一个光纤水听器本体和对应的虚拟阵。
[0045]在一些实施例中，所述至少一个光纤水听器基于预设的排列顺序构建形成光纤传感阵列。
[0046]与现有技术相比，本专利技术提供的光纤水听器虚拟阵生成方法和虚拟光纤水听器，首先获取多个光纤水听器拖曳阵列的阵列光纤信号，然后采用预设的被动合成孔径声呐算法对所述阵列光纤信号进行阵元扩展处理，获得虚拟阵。本专利技术通过采用被动合成孔径声呐算法形成光纤水听器对应的虚拟阵，将光纤水听器与虚拟阵结合，虚拟阵既能够增加光纤阵列传感的长度，又具有光纤阵列传感的功能及效果，能够满足阵列孔径不变长的情况下，搭载小型化无人平台进行拖曳使用，从而避免现有技术中存在的需要进行航行速度提升、从而导致拖曳流阻急剧增加，影响航行器动力及续航时间，进一步降低无人平台整体工作性能的问题。
附图说明
[0047]图1是本专利技术提供的光纤水听器虚拟阵生成方法的一实施例的流程图；
[0048]图2是本专利技术提供的光纤水听器虚拟阵生成方法中，光纤水听器水声信号获取机理一实施例的示意图；
[0049]图3是本专利技术提供的光纤水听器虚拟阵生成方法中，步骤S102一实施例的流程图；
[0050]图4是本专利技术提供的光纤水听器虚拟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤水听器虚拟阵生成方法，其特征在于，包括：获取光纤水听器的拖曳光纤信号；采用预设的被动合成孔径声呐算法，对所述拖曳光纤信号进行去重和相位补偿处理，获得与所述光纤水听器对应的虚拟阵。2.根据权利要求1所述的光纤水听器虚拟阵生成方法，其特征在于，所述获得与所述光纤水听器对应的虚拟阵，包括：获取所述拖曳光纤信号形成的阵列的初始基元数目；根据所述初始基元数目，确定经过一设定时间后运动产生的扩展基元数目；根据所述扩展基元数目和初始基元数目，确定与所述光纤水听器对应的虚拟阵的总基元数目。3.根据权利要求2所述的光纤水听器虚拟阵生成方法，其特征在于，所述根据所述基元数目，确定经过一设定时间后运动产生的扩展基元数目，包括：采用预设的相位修正法，对空间重叠的基元进行修正，确定虚拟合成后的修正扩展基元数目；根据所述修正扩展基元数目和初始基元数目，确定所述虚拟长阵的总基元数目。4.根据权利要求3所述的光纤水听器虚拟阵生成方法，其特征在于，所述采用预设的相位修正法，对空间重叠的基元进行修正之后，还包括：采用预设的相位补偿法，对所述修正扩展基元进行补偿修正，获得目标扩展基元；根据所述目标扩展基元和初始基元，确定所述虚拟阵的总基元数目。5.根据权利要求1所述的光纤水听器虚拟阵生成方法，其特征在于，所述获取光纤水听器的拖曳光纤信号之前，包括：制备毫米量级光缆；基于所述毫米...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞彦东，张志强，张伽伟，肖大为，文无敌，姬庆，黄俊斌，顾宏灿，刘文，吴苏，吴浩然，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：