CN106952554A - 一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统 - Google Patents

Abstract

一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统，包括船体、导航雷达、驾驶室、一号线列阵、二号线列阵、三号线列阵、声纳信息处理中心、拖电声纳、舷台、机械绞盘，其军民融合渔船声纳系统是一种大孔径拖曳线列阵，长达6500英尺，拖于航行渔船之后，渔船上安装的声纳信息处理中心对来自水听器阵列的信号进行前置调节、处理和终端显示，进而将水下探测信息经卫星发往军民融合技术指挥中心，与其他数据一起综合分析，本发明作为青少年国防教育模型有利于我国青少年国防科学素养和爱国主义信仰的塑造，引导青少年关心国防现代化建设，拓展青少年对军民融合技术的探究兴趣，为推动国防教育和国防科技研究在校园的发展起到了促进作用。

Description

一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统

技术领域

本发明涉及国防教育模型领域，尤其涉及一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统。

背景技术

公知的声纳系统是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行水下通信和导航，探测、分类、定位和跟踪，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用，此外，声呐系统技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信、鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等，和许多科学技术的发展一样，社会的需要和科技的进步促进了声呐技术的发展，声纳系统一般由基阵、电子机柜和辅助设备三部分组成。基阵由水声换能器以一定几何图形排列组合而成，其外形通常为球形、柱形、平板形或线列阵，有接收基阵、发射机阵或收发合一基阵之分，电子机柜一般有发射、接收、显示和控制等分系统，辅助设备包括电源设备、连接电缆、水下接线箱和增音机、与声呐基阵的传动控制相配套的升降、回转、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等装置，以及声呐导流罩等，换能器是声呐中的重要器件， 机械能、电能、磁能等相互转换的装置，它有两个用途：一是在水下发射声波，称为“发射换能器”，相当于空气中的扬声器。二是在水下接收声波，称为“接收换能器”，相当于空气中的传声器（俗称“听筒”）。换能器在实际使用时往往同时用于发射和接收声波，专门用于接收的换能器又称为“水听器”，换能器的工作原理是利用某些材料在电场或磁场的作用下发生伸缩的压电效应或磁致伸缩效应，其他安装在潜艇上的声纳型态还包括安装在艇身其他位置的被动声纳听音装置，利用不同位置收到的同一讯号，经过电脑处理和运算之后，就可以迅速的进行粗浅的定位，对于艇身较大的潜艇来说比较有利，因为测量的基线较长，准确度较高。另外一种声纳称为“拖曳声纳”，因为这种声纳装置在使用时，以缆线与潜艇连接，声纳的本体则远远的拖在潜艇的后面进行探测，拖曳声纳的使用大幅强化潜艇对于全方位与不同深度的侦测能力，尤其是潜艇的尾端，这是因为潜艇的尾端同时也是动力输出的部分，由于水流的声音的干扰，位于前方的声纳无法听到这个区域的讯号而形成一个盲区，使用拖曳声纳之后就能够消除这个盲区，找出躲在这个区域的目标，声纳系统的分类可按其工作方式，按装备对象，按战术用途、按基阵携带方式和技术特点等分类方法分成为各种不同的声纳系统，例如按工作方式可分为主动声纳系统和被动声纳系统；按装备对象可分为水面舰艇声纳系统、潜艇声纳系统、航空声纳系统、便携式声纳系统和海岸声纳系统等，主动声纳系统技术是指声呐主动发射声波“照射”目标，而后接收水中目标反射的回波时间，以及回波参数以测定目标的参数，有目的地主动从系统中发射声波的声呐称为主动声纳系统，可用来探测水下目标，并测定其距离、方位、航速、航向等运动要素，主动声纳系统发射某种形式的声信号，利用信号在水下传播途中障碍物或目标反射的回波来进行探测，由于目标信息保存在回波之中，所以可根据接收到的回波信号来判断目标的存在，并测量或估计目标的距离、方位、速度等参量，具体地说，可通过回波信号与发射信号问的时延推知目标的距离，由回波前法线方向可推知目标的方向，而由回波信号与发射信号之间的频移可推知目标的径向速度，此外由回波的幅度、相位及变化规律，可以识别出目标的外形、大小、性质和运动状态，主动声纳系统主要由换能器基阵（常为收发兼用）、发射机（包括波形发生器、发射波束形成器）、定时中心、接收机、显示器、控制器等几个部分组成，而声纳系统大多数采用脉冲体制，也有采用连续波体制的，它由简单的回声探测仪器演变而来，它主动地发射声波，然后接收回波进行计算，适用于探测冰山、暗礁、沉船、海深、鱼群、水雷和关闭了发动机的隐蔽的潜艇，而被动声纳系统技术是指声呐被动接收舰船等水中目标产生的辐射噪声和水声设备发射的信号，以测定目标的方位和距离，它由简单的水听器演变而来，它收听目标发出的噪声，判断出目标的位置和某些特性，特别适用于不能发声暴露自己而又要探测敌舰活动的潜艇，其利用接收换能器基阵接收目标自身发出的噪声或信号来探测目标的声呐称为被动声纳系统，由于被动声呐本身不发射信号，所以目标将不会觉察声呐的存在及其意图，目标发出的声音及其特征是在声呐设计时并不为设计者所控制，对其了解也往往不全面，声呐设计者只能对某预定目标的声音进行设计，如目标为潜艇，那么目标自身发出的噪声包括螺旋桨转动噪声、艇体与水流摩擦产生的动水噪声，以及各种发动机的机械振动引起的辐射噪声等，因此被动声纳系统（噪音站）与主动声纳系统最根本的区别在于它在本舰噪声背景下接收远场目标发出的噪声，此时，目标噪声作为信号，且经远距传播后变得十分微弱，由此可知，被动声纳系统往往工作于低信噪比情况下，因而需要采用比主动声纳系统更多的信号处理措施，被动声纳系统没有发射机部分，而回音站、测深仪、通信仪、探雷器等等均可归入主动声呐类，而噪音站、侦察仪等则归人被动声纳系统类。

本发明的一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统，作为佛山市三水区希望火炬教育科技有限公司将编辑试点出版的《中国中小学国防科技研究读本》配套的青少年国防科技研究的模型，可通过渔船装设被动声纳系统的监视型拖电式线阵声纳，在我国海域布下天罗地网式的监视网络，其作为青少年国防教育模型有利于我国青少年国防科学素养和爱国主义信仰的塑造，引导青少年关心国防现代化建设，拓展青少年对军民融合技术的探究兴趣，为推动国防教育和国防科技研究在校园的发展起到了促进作用。

发明内容

本发明提供了一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统。

本发明的一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统，其技术方案如下：

本发明的一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统，包括船体、导航雷达、驾驶室、一号线列阵、二号线列阵、三号线列阵、声纳信息处理中心、拖电声纳、舷台、机械绞盘，所述船体的上端设有驾驶室，所述驾驶室的后端上方设有导航雷达，所述船体的上端设有舷台，所述船体的外侧船舷外从后至前依次设有一号线列阵、二号线列阵、三号线列阵，所述船体的后甲板上设有机械绞盘，所述机械绞盘的后端设有拖电声纳，所述拖电声纳的一端伸入海水下，所述船体后甲板的机械绞盘的前端还设有声纳信息处理中心，所述的一号线列阵、二号线列阵和三号线列阵是一种拖曳阵列声纳的线列阵，用来对潜艇和水面舰艇进行探测，标定，跟踪以及类型识别的干扰，并将水面拖线阵列系统引入声监控系统作为远程被动声警戒，对潜艇和水面舰艇的航行噪声实施探测、定位和识别的，所述的声纳信息处理中心是由三个接收器接收船舶航行噪声，接收器的输出经整相处理后变为方位信号，各方位信号进而分别解析为几种频谱成份为一种新的被动声呐信号处理方式，所述军民融合渔船声纳系统是由船体上端舷台的驾驶室在导航雷达导航下驶向预定海域，再经船体尾端甲板上的机械绞盘将拖电声纳布设在水下，同时在船体的船身外侧还布设有一号线列阵、二号线列阵、三号线列阵，其与拖电声纳共同将海上和水下探测的各种数据一起汇总给船体尾端甲板上固设的声纳信息处理中心综合分析处理后，及时反馈给岸上的军民融合技术指挥中心，以便指挥部及时作出快速应对策略。

进一步所述的导航雷达是一种从船上发射台向物标反射器发射脉冲电波，由接收装置接收电波的反射波，经放大检波后作为图像信号在阴极射线荧光屏上显示，其利用无线电波的直进性和等速性从荧光屏测得物标的方位和距离，从而测定渔船在海上位置的导航装置。

进一步所述的声纳信息处理中心是由三个接收器接收船舶航行噪声，接收器的输出经整相处理后变为方位信号，各方位信号进而分别解析为几种频谱成份为一种新的被动声呐信号处理方式。

进一步所述的拖电声纳是一种战术拖曳线阵列声纳，该阵列声纳长800英尺，拖缆长6500英尺，拖曳深度可达1200英尺。

进一步所述的机械绞盘是一种由发动机、传动装置、卷筒、操作机构和底架等组成的，利用卷筒卷绕钢丝绳以起升或牵引载荷声纳系统的一种机械绞盘。

本发明一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统，其有益效果和优特点在于：根据我国陆海岸线长，管辖海域广，海上军事防御舰船不足的局面，发挥我国现有渔船总数世界第一的平战结合优势，其军民融合渔船声纳系统是一种大孔径拖曳线列阵，长达6500英尺，拖于航行渔船之后，渔船上安装的声纳信息处理中心对来自水听器阵列的信号进行前置调节、处理和终端显示，进而将水下探测信息经卫星发往军民融合技术指挥中心，与其他数据一起综合分析，本发明作为青少年国防教育模型有利于我国青少年国防科学素养和爱国主义信仰的塑造，引导青少年关心国防现代化建设，拓展青少年对军民融合技术的探究兴趣，为推动国防教育和国防科技研究在校园的发展起到了促进作用。

附图说明

图1为本发明一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统的结构示意图。

图示说明：

船体1、导航雷达2、驾驶室3、一号线列阵4、二号线列阵5、三号线列阵6、声纳信息处理中心7、拖电声纳8、舷台9、机械绞盘10。

具体实施方式

实施例1：

根据附图1所示的一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统，包括船体1、导航雷达2、驾驶室3、一号线列阵4、二号线列阵5、三号线列阵6、声纳信息处理中心7、拖电声纳8、舷台9、机械绞盘10，所述船体1的上端设有驾驶室3，所述驾驶室3的后端上方设有导航雷达2，所述船体1的上端设有舷台9，所述船体1的外侧船舷外从后至前依次设有一号线列阵4、二号线列阵5、三号线列阵6，所述船体1的后甲板上设有机械绞盘10，所述机械绞盘10的后端设有拖电声纳8，所述拖电声纳8的一端伸入海水下，所述船体1后甲板的机械绞盘10前端还设有声纳信息处理中心7，所述的导航雷达2是一种从船上发射台向物标反射器发射脉冲电波，由接收装置接收电波的反射波，经放大检波后作为图像信号在阴极射线荧光屏上显示，其利用无线电波的直进性和等速性从荧光屏测得物标的方位和距离，从而测定渔船在海上位置的导航装置，所述的一号线列阵4、二号线列阵5和三号线列阵6是一种拖曳阵列声纳的线列阵，用来对潜艇和水面舰艇进行探测，标定，跟踪以及类型识别的干扰，将水面拖线阵列系统引入声监控系统作为远程被动声警戒，对潜艇和水面舰艇的航行噪声实施探测、定位和识别，所述的拖电声纳8是一种战术拖曳线阵列声纳，该阵列声纳长800英尺，拖缆长6500英尺，拖曳深度可达1200英尺，所述的机械绞盘10是一种由发动机、传动装置、卷筒、操作机构和底架等组成的，利用卷筒卷绕钢丝绳以起升或牵引载荷声纳系统的一种机械绞盘，所述的声纳信息处理中心7是由三个接收器接收船舶航行噪声，接收器的输出经整相处理后变为方位信号，各方位信号进而分别解析为几种频谱成份为一种新的被动声呐信号处理方式，所述军民融合渔船声纳系统是由船体1上端舷台9的驾驶室3在导航雷达2导航下驶向预定海域，再经船体1尾端甲板上的机械绞盘10将拖电声纳8布设在水下，同时在船体1的船身外侧还布设有一号线列阵4、二号线列阵5、三号线列阵6，其与拖电声纳8共同将海上和水下探测的各种数据一起汇总给船体1尾端甲板上固设的声纳信息处理中心7综合分析处理后，及时反馈给岸上的军民融合技术指挥中心，以便指挥部及时作出快速应对策略。

上述所述的一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统为网络游戏虚拟军事装备道具中的创意动漫军模衍生品模型，采用陶瓷、金属、塑料、PVS材料制作，无任何火药、无任何机械及气体击发装置，无任何实际运用发射装置和功能，整套军民融合渔船声纳系统作为模型装置用于青少年国防科技研究无污染，无公害，非致命性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统，其特征在于：包括船体(1)、导航雷达(2)、驾驶室(3)、一号线列阵(4)、二号线列阵(5)、三号线列阵(6)、声纳信息处理中心(7)、拖电声纳(8)、舷台(9)、机械绞盘(10)，所述船体(1)的上端设有驾驶室(3)，所述驾驶室(3)的后端上方设有导航雷达(2)，所述船体(1)的上端设有舷台(9)，所述船体(1)的外侧船舷外从后至前依次设有一号线列阵(4)、二号线列阵(5)、三号线列阵(6)，所述船体(1)的后甲板上设有机械绞盘(10)，所述机械绞盘(10)的后端设有拖电声纳(8)，所述拖电声纳(8)的一端伸入海水下，所述船体(1)后甲板的机械绞盘(10)的前端还设有声纳信息处理中心(7)，所述的一号线列阵(4)、二号线列阵(5)和三号线列阵(6)是一种拖曳阵列声纳的线列阵，用来对潜艇和水面舰艇进行探测，标定，跟踪以及类型识别的干扰，并将水面拖线阵列系统引入声监控系统作为远程被动声警戒，对潜艇和水面舰艇的航行噪声实施探测、定位和识别的，所述的声纳信息处理中心(7)是由三个接收器接收船舶航行噪声，接收器的输出经整相处理后变为方位信号，各方位信号进而分别解析为几种频谱成份为一种新的被动声呐信号处理方式，所述军民融合渔船声纳系统是由船体(1)上端舷台(9)的驾驶室(3)在导航雷达(2)导航下驶向预定海域，再经船体(1)尾端甲板上的机械绞盘(10)将拖电声纳(8)布设在水下，同时在船体(1)的船身外侧还布设有一号线列阵(4)、二号线列阵(5)、三号线列阵(6)，其与拖电声纳(8)共同将海上和水下探测的各种数据一起汇总给船体(1)尾端甲板上固设的声纳信息处理中心(7)综合分析处理后，及时反馈给岸上的军民融合技术指挥中心，以便指挥部及时作出快速应对策略。

2.根据权利要求1所述的一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统，其特征在于：所述的导航雷达(2)是一种从船上发射台向物标反射器发射脉冲电波，由接收装置接收电波的反射波，经放大检波后作为图像信号在阴极射线荧光屏上显示，其利用无线电波的直进性和等速性从荧光屏测得物标的方位和距离，从而测定渔船在海上位置的导航装置。

3.根据权利要求1所述的一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统，其特征在于：所述的声纳信息处理中心(7)是由三个接收器接收船舶航行噪声，接收器的输出经整相处理后变为方位信号，各方位信号进而分别解析为几种频谱成份为一种新的被动声呐信号处理方式。

4.根据权利要求1所述的一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统，其特征在于：所述的拖电声纳(8)是一种战术拖曳线阵列声纳，该阵列声纳长800英尺，拖缆长6500英尺，拖曳深度可达1200英尺。

5.根据权利要求1所述的一种青少年国防科技研究专用的军民融合渔船声纳系统，其特征在于：所述的机械绞盘(10)是一种由发动机、传动装置、卷筒、操作机构和底架等组成的，利用卷筒卷绕钢丝绳以起升或牵引载荷声纳系统的一种机械绞盘。