CN109959914A - 一种可收放浮标式声学基阵结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可收放浮标式声学基阵结构，由通讯天线、水密电子仓、卡楔、竖支架、骨架汇点、骨架、水听器基阵、刚性连接支架和水听器阵元组成，通过水听器基阵接收水下声信号，通过水密电子仓保持在水下的平衡，并通过通讯天线将声学基阵的目标测向结果、GPS坐标、法线放向等数据实时传送回岸上或船上的机房进行处理；采用卡楔、骨架汇点和骨架组成的伞状的折叠机构完成声学基阵结构的水下布放与回收，当声学基阵结构未使用时，能够折叠放置，占用空间小；当需要布放使用时，将卡楔向下滑下，并卡死，完成声学基阵结构的展开；因此，本发明解决了座底式被动声纳基阵监测和跟踪区域有限、不能根据临时试验水域进行机动布放的问题。
Description
技术领域
本发明涉及被动声纳基阵的技术领域，特别是指一种可收放浮标式声学基阵结构。
背景技术
在各型水面/水下航行体的试验过程中，往往需要利用被动声纳基阵对航行体的航行轨迹进行监测与跟踪：一方面需要对航行体的实时位置进行监测，另一方面需要通过航行轨迹来分析航行体的部分功能指标。
通常的被动声纳基阵由于质量和尺寸都较大，大都采用座底固定式的基阵形式。座底固定式的被动声纳基阵具有定位精度高、长期免维护等优点，但也有以下几点不足之处：
1)监测及跟踪区域固定，无法对其他临时试验水域的航行体进行监测及跟踪；
2)由于基阵质量和尺寸较大、且水听器基阵性能要求高，因此座底固定式的被动声纳基阵研制费用、基阵布放费用较高；
3)座底固定式的被动声纳基阵回收困难，在出现故障时，维修非常不便。
发明内容
本发明实施例提供了一种可收放浮标式声学基阵结构，为了解决现有技术中的座底式被动声纳基阵监测和跟踪区域有限、不能根据临时试验水域进行机动布放的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种可收放浮标式声学基阵结构，由通讯天线、水密电子仓、卡楔、竖支架、骨架汇点、骨架、水听器基阵、刚性连接支架和水听器阵元组成；所述水听器阵元通过刚性连接支架固定到声纳基阵底部的圆盘上；所述水听器基阵用于接收水下声信号；所述竖支架用于连接底部的水听器基阵；所述水密电子仓用于提供正浮力，所述水密电子仓的顶部设有电水密插头，通过接通或断开电水密插头，给整个基阵结构通电或断电；所述水密电子仓内安装有信号调理电路、数据处理电路、锂离子电池和磁罗盘；所述通讯天线用于将基阵结构的目标测向结果、GPS坐标、法线放向数据实时传送回岸上或船上的机房进行处理；所述卡楔、骨架汇点和骨架组成伞状的可折叠机构，用于基阵结构的收拢或展开。
其中，所述水听器基阵由48个具有指向性的水听器阵元组成，所述水听器阵元按相等的角度间隔排列，组成360°的水下测向水听器基阵。
优选地，所述骨架的一段固定于刚性连接支架的中部，另一段固定与骨架汇点上，骨架汇点可沿着竖支架上下滑动；所述卡楔包括上下两个，设置在竖支架上，分别用于骨架汇点在基阵收拢和展开时的位置固定。
进一步地，所述水密电子仓采用非金属材料加工而成，并通过调整所述水密电子仓的体积使整个声学基阵结构的浮心位于结构的中心偏上，重心位于结构的中心以下。
优选地，所述水密电子仓需要满足，基阵结构在水中时，水密电子仓的顶部刚好漏出水面。
本发明的有益效果为：本发明实施例提供的可收放浮标式声学基阵结构，由通讯天线、水密电子仓、卡楔、竖支架、骨架汇点、骨架、水听器基阵、刚性连接支架和水听器阵元组成。本发明通过水听器基阵接收水下声信号，通过水密电子仓保持在水下的平衡，并通过通讯天线将声学基阵的目标测向结果、GPS坐标、法线放向等数据实时传送回岸上或船上的机房进行处理；采用卡楔、骨架汇点和骨架组成的伞状的折叠机构完成声学基阵结构的水下布放与回收，当声学基阵结构未使用时，能够折叠收拢，占用空间小，并有利于对水听器阵元的保护；当需要布放使用时，将卡楔向下滑下，并卡死，完成声学基阵结构的展开；因此，本发明解决了座底式被动声纳基阵监测和跟踪区域有限、不能根据临时试验水域进行机动布放的问题。此外，本发明实施例提供的可收放浮标式声学基阵结构，具有体积较小，较为轻便，容易布放和回收的优点，能够根据临时试验水域的面积大小，灵活布放多个浮标式声学基阵，实现较大范围内水中航行目标的被动跟踪，具有较好的军民应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例提供的可收放浮标式声学基阵结构的侧视图；
图2是本发明实施例提供的可收放浮标式声学基阵结构的顶视图；
图3是本发明实施例提供的可收放浮标式声学基阵结构的展开示意图；
图4是本发明实施例提供的可收放浮标式声学基阵结构的收拢示意图；
图5是两浮标基阵交汇定位原理示意图。
图中：1-通讯天线，2-水密电子仓，3-卡楔，4-竖支架，5-骨架汇点，6-骨架，7-水听器基阵，8-刚性连接支架，9-水听器阵元。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
参照附图1和图2，本发明实施例提供了一种可收放浮标式声学基阵结构，由通讯天线1、水密电子仓2、卡楔3、竖支架4、骨架汇点5、骨架6、水听器基阵7、刚性连接支架8和水听器阵元9组成。
水听器阵元9通过刚性连接支架8固定到声纳基阵底部的圆盘上，保证其不会晃动；水听器基阵7用于接收水下声信号；竖支架4用于连接底部的水听器基阵7，本发明实施例中，竖支架4长度约为1m；水密电子仓2用于提供正浮力，水密电子仓2的顶部设有电水密插头，通过接通或断开电水密插头，给整个基阵结构通电或断电；水密电子仓2内安装有信号调理电路、数据处理电路、锂离子电池和磁罗盘等电子组件；通讯天线1用于将基阵结构的目标测向结果、GPS坐标、法线放向等数据实时传送回岸上或船上的机房进行处理；卡楔3、骨架汇点5和骨架6组成伞状的可折叠机构，用于基阵结构的收拢或展开。
参见图3和图4为了便于布放与回收，本发明的可收放浮标式声学基阵结构设计了伞状的折叠机构，使得整个声纳基阵在不用时，可以收拢，占用较小的空间，并有利于对水听器阵元的保护。折叠机构由卡楔3、骨架汇点5和骨架6组成，骨架6的一段固定于刚性连接支架8的中部，另一段固定与骨架汇点5上，骨架汇点5可沿着竖支架4上下滑动。竖支架4上设计有上下两个卡楔3，分别用于骨架汇点5在基阵收拢和展开时的位置固定，一旦卡楔3卡入骨架汇点5，骨架汇点5便不能随意滑动。
当需要使用可收放浮标式声学基阵时，布放方法为：需将基阵放置于布放船甲班的平坦处，由两人配合完成基阵展开，一人扶住水密电子仓2，保证基阵不会倾倒，另一人将骨架汇点5沿着竖支架4由上卡楔3滑到下卡楔3，并卡死，即可实现基阵的展开，并接通水密电子仓2顶部的水密插头，为基阵电子设备上电，并将基阵顺着船舷边上布放到水中。
当需要对可收放浮标式声学基阵进行回收时，回收方法为：由两人配合将基阵从船舷边提起到甲板上，断开水密电子仓2顶部的水密插头，为基阵电子设备断电，一人打开竖支架4的下卡楔3，使得骨架汇点5可轻松滑动，随后，两人在基阵的两侧同时将多根刚性连接支架8往上弯折，使得骨架汇点5往上滑动，最后卡死在竖支架3的上卡楔3处，从而实现基阵的回收。
本发明实施例中，水听器基阵7由48个具有指向性的水听器阵元9组成，48个水听器阵元按相等的角度间隔排列，组成360°的水下测向基阵，直径约为2m，水听器基阵7的作用距离约为3km～5km。
进一步地，水密电子仓采用非金属材料加工而成，并通过调整所述水密电子仓的体积使整个声学基阵结构的浮心位于结构的中心偏上，重心位于结构的中心以下，使声学基阵能像不倒翁一样保持在水中的姿态。
优选地，水密电子仓2需要满足，基阵结构在水中时，水密电子仓2的顶部刚好漏出水面，这样声学基阵仅通讯天线1和水密电子仓2的小部分露出水面，有利于减小风浪对基阵位置的影响。
参见图5，单个浮标式声学基阵仅能对水中航行目标测向，通过布放两个浮标式声学基阵，即可实现目标的定位。双阵交汇定位原理示意图见图，5所示，分别利用两套浮标基阵测量出目标的方位角α和β，通过两个浮标基阵的磁罗盘位置，可实时计算两阵的跨度L，并通过解三角形的方法计算目标位置(包括角度和距离)。
本发明实施例提供的可收放浮标式声学基阵结构，由通讯天线1、水密电子仓2、卡楔3、竖支架4、骨架汇点5、骨架6、水听器基阵7、刚性连接支架8和水听器阵元9组成。本发明通过水听器基阵7接收水下声信号，通过水密电子仓2保持在水下的平衡，并通过通讯天线1将声学基阵的目标测向结果、GPS坐标、法线放向等数据实时传送回岸上或船上的机房进行处理；采用卡楔3、骨架汇点5和骨架6组成的伞状的折叠机构完成声学基阵结构的水下布放与回收，当声学基阵结构未使用时，能够折叠放置，占用空间小；当需要布放使用时，将卡楔3向下滑下，并卡死，完成声学基阵结构的展开；因此，本发明解决了座底式被动声纳基阵监测和跟踪区域有限、不能根据临时试验水域进行机动布放的问题。此外，本发明实施例提供的可收放浮标式声学基阵结构，具有体积较小，较为轻便，容易布放和回收的优点，能够根据临时试验水域的面积大小，灵活布放多个浮标式声学基阵，实现较大范围内水中航行目标的被动跟踪，具有较好的军民应用前景。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种可收放浮标式声学基阵结构，其特征在于，由通讯天线、水密电子仓、卡楔、竖支架、骨架汇点、骨架、水听器基阵、刚性连接支架和水听器阵元组成；所述水听器阵元通过刚性连接支架固定到声纳基阵底部的圆盘上；所述水听器基阵用于接收水下声信号；所述竖支架用于连接底部的水听器基阵；所述水密电子仓用于提供正浮力，所述水密电子仓的顶部设有电水密插头，通过接通或断开电水密插头，给整个基阵结构通电或断电；所述水密电子仓内安装有信号调理电路、数据处理电路、锂离子电池和磁罗盘；所述通讯天线用于将基阵结构的目标测向结果、GPS坐标、法线放向数据实时传送回岸上或船上的机房进行处理；所述卡楔、骨架汇点和骨架组成伞状的可折叠机构，用于基阵结构的收拢或展开。
2.根据权利要求1所述的可收放浮标式声学基阵结构，其特征在于，所述水听器基阵由48个具有指向性的水听器阵元组成，所述水听器阵元按相等的角度间隔排列，组成360°的水下测向水听器基阵。
3.根据权利要求2所述的可收放浮标式声学基阵结构，其特征在于，所述骨架的一段固定于刚性连接支架的中部，另一段固定与骨架汇点上，骨架汇点可沿着竖支架上下滑动；所述卡楔包括上下两个，设置在竖支架上，分别用于骨架汇点在基阵收拢和展开时的位置固定。
4.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的可收放浮标式声学基阵结构，其特征在于，所述水密电子仓采用非金属材料加工而成，并通过调整所述水密电子仓的体积使整个声学基阵结构的浮心位于结构的中心偏上，重心位于结构的中心以下。
5.根据权利要求4所述的可收放浮标式声学基阵结构，其特征在于，所述水密电子仓需要满足，基阵结构在水中时，水密电子仓的顶部刚好漏出水面。
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