一種用于水下基陣孔徑校準(zhǔn)的模塊化聲源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型涉及一種用于水下基陣孔徑校準(zhǔn)的模塊化聲源。
【背景技術(shù)】
[0002]距離測量水聲定位系統(tǒng)是通過測量水下聲源所輻射的聲信號從發(fā)射到接收所經(jīng)歷的時間及聲速來確定聲源到各接收點的距離，從而實現(xiàn)對目標(biāo)進(jìn)行定位的。
[0003]目前，絕大多數(shù)水聲定位系統(tǒng)均采用的是聲脈沖定位技術(shù)，通過對定位信標(biāo)測時、測相的方法進(jìn)行測距進(jìn)而對目標(biāo)進(jìn)行定位。采用同步信標(biāo)工作方式，要求在待測目標(biāo)或測量船上都安裝高精度同步時鐘系統(tǒng)，信標(biāo)按規(guī)定的時刻定時發(fā)射信號，并據(jù)此確定目標(biāo)位置。
[0004]常用的定位信標(biāo)有單頻矩形脈沖(CW)、線性調(diào)頻(LFM)和偽隨機(jī)(PRN)信號。
[0005]目前，各測量設(shè)備系統(tǒng)的水下校準(zhǔn)聲源大多安裝在各測量設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)部的電路板上，電路板尺寸一般為200mm X 150mm(長X寬)，對高度并沒有嚴(yán)格要求，高度視元器件來決定，其本質(zhì)上功能一樣，但因接口不同而無法互換，很難實現(xiàn)通用化，易造成浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型設(shè)計一種用于水下基陣孔徑校準(zhǔn)的模塊化聲源，可以產(chǎn)生CW或LFM信號。通過結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計，利用通用接口可以很方便地移植到其它需要水下校準(zhǔn)聲源的測量設(shè)備系統(tǒng)中，實現(xiàn)通用化，避免重復(fù)設(shè)計，可節(jié)約成本。
[0007]本實用新型一種用于水下基陣孔徑校準(zhǔn)的模塊化聲源包括模塊化電路板、屏蔽盒、通用接口，所述的模塊化電路板(5)豎直固定在屏蔽盒(4)中，在屏蔽盒(4)的側(cè)面安裝有通用接口(2)，所述的通用接口(2)通過導(dǎo)線與電路板(5)連接并在屏蔽盒(4)內(nèi)部焊接，所述的模塊化電路板(5)包括聲信標(biāo)產(chǎn)生電路和功放匹配電路、程序下載口，所述的聲信標(biāo)產(chǎn)生電路主要由單片機(jī)控制，程序下載口設(shè)在電路板(5)邊緣。
[0008]進(jìn)一步地，所述通用接口(2)的個數(shù)視屏蔽盒(4)的尺寸的大小而定，如果體積小，就設(shè)一個通用接口(2)，然后用10芯插座連接，與外部設(shè)備連接，如果屏蔽盒(4)尺寸允許，可設(shè)多個通用接口(2)，用獨立的插座與外部設(shè)備連接。所述的外部設(shè)備包括電源、同步鐘信號、換能器。
[0009]進(jìn)一步地，所述的屏蔽盒(4)的形狀像一個放大的〃幾〃字，帶有4-8個定位孔，其中2-4個位于屏蔽盒的側(cè)面，即屏蔽盒側(cè)面的定位孔(3)，2-4個位于屏蔽盒的底部，即屏蔽盒底部的定位孔(I)，屏蔽盒側(cè)面的定位孔(3)用于固定內(nèi)部的電路板(5)，屏蔽盒底部的定位孔(I)用于將模塊化聲源固定在測量系統(tǒng)的設(shè)備上，所述的電路板(5)邊緣設(shè)有2-4個電路板定位孔(6)，屏蔽盒側(cè)面的定位孔(3)與電路板上的定位孔(6)配合固定電路板(5)。
[0010]模塊化電路板(5)在屏蔽盒(4)中豎直放置，內(nèi)部的電路板(5)邊緣設(shè)2-4個定位孔
(6)，可以通過螺絲固定在比其略大尺寸的屏蔽盒(4)中，安裝簡便。
[0011]該模塊化聲源的設(shè)計方法，主要包括以下兩個步驟:
[0012]a)在聲源的模塊化電路板(5)邊緣設(shè)2-4個定位孔，在聲源電路板中的功放匹配電路中的變壓器和電感留出幾個焊點，便于發(fā)射換能器的匹配調(diào)節(jié)；
[0013]b)聲源的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計及安裝，將模塊化電路板(5)豎直固定裝入帶定位孔的屏蔽盒(4)中，屏蔽盒側(cè)面的定位孔(3)與電路板上的定位孔(6)配合固定，屏蔽盒底部的定位孔(I)用于將模塊化聲源固定在測量系統(tǒng)的設(shè)備上，在屏蔽盒(4)側(cè)面安裝通用接口(2)。
[0014]新測量設(shè)備系統(tǒng)可以通過通用接口安裝本實用新型模塊化聲源，經(jīng)過簡單的參數(shù)更改就可直接使用，如在線更改脈寬和頻率等參數(shù)，方便更改信標(biāo)，這樣的設(shè)計實現(xiàn)了通用化。此發(fā)明專利體積小、易實現(xiàn)、操作安裝簡單、通用性強(qiáng)，可節(jié)約成本，無需重復(fù)設(shè)計。
【附圖說明】
[0015]圖1為模塊化聲源結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2為模塊化聲源剖面示意圖；
[0017]圖3為水下基陣孔徑校準(zhǔn)示意圖；
[0018]圖4為模塊化電路板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖中標(biāo)記:1-屏蔽盒底部的定位孔，2-通用接口，3_屏蔽盒側(cè)面的定位孔，4-屏蔽盒，5-電路板，6-電路板上的定位孔。
【具體實施方式】
[0020]實施例1:在電路板的邊緣設(shè)2-4個定位孔6，將原水聲校準(zhǔn)聲源的電路板5安裝在屏蔽盒4中，通過在電路板上的定位孔6與屏蔽盒側(cè)面的定位孔3配合進(jìn)行固定，將通用接口2安裝在屏蔽盒4側(cè)面;然后利用屏蔽盒底部的定位孔I將模塊化聲源固定在測量系統(tǒng)內(nèi)部的電路板上，即可完成模塊化聲源的組裝。通用接口 2可連接外部設(shè)備。
[0021]本實用新型水下基陣孔徑校準(zhǔn)聲源通過接收上位機(jī)的指令及參數(shù)，控制水下基陣的幾個發(fā)射換能器輪流發(fā)射信號，這樣其他換能器接收到的水聲信號經(jīng)處理和高精度時延估計后，可精確測出基陣孔徑尺寸，提高系統(tǒng)定位精度，如長基線測量系統(tǒng)、航路點測量系統(tǒng)等。以長基線測量系統(tǒng)為例，每個節(jié)點輪流發(fā)射信號(如圖3中的節(jié)點I)，其它節(jié)點接收到的水聲信號經(jīng)處理和高精度時延估計后，根據(jù)定位算法，完成對各個節(jié)點的定位，可精確測出基陣孔徑尺寸。
[0022]實施例2:由于原來200mmX150mm的電路板5尺寸較大，攜帶不方便，本設(shè)計可以將此電路板5小型化，裝入135mmX45mmX30mm(長X寬X高)屏蔽盒4中，在電路板5邊緣設(shè)2-4個電路板定位孔6，與屏蔽盒側(cè)面的定位孔3配合將電路板5固定在屏蔽盒4中，屏蔽盒底部的定位孔I用于將模塊化聲源固定在測量系統(tǒng)內(nèi)部的電路板上，然后利用屏蔽盒4側(cè)面的通用接口 2連接外部設(shè)備。
【主權(quán)項】
1.一種用于水下基陣孔徑校準(zhǔn)的模塊化聲源，其特征在于模塊化聲源包括模塊化電路板(5)、屏蔽盒(4)、通用接口(2)，所述的模塊化電路板(5)豎直固定在屏蔽盒(4)中，在屏蔽盒(4)的側(cè)面安裝有通用接口(2)，通過導(dǎo)線與電路板(5)連接并在屏蔽盒(4)內(nèi)部焊接，所述的模塊化電路板(5)包括聲信標(biāo)產(chǎn)生電路和功放匹配電路、程序下載口，所述的聲信標(biāo)產(chǎn)生電路主要由單片機(jī)控制，程序下載口設(shè)在電路板(5)邊緣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水下基陣孔徑校準(zhǔn)的模塊化聲源，其特征在于所述的通用接口(2)的個數(shù)視屏蔽盒(4)的尺寸的大小而定，如果體積小，僅設(shè)I個通用接口(2)，然后用10芯插座連接，與外部設(shè)備連接;如果屏蔽盒(4)尺寸允許，可設(shè)多個通用接口(2)，用獨立的插座與外部設(shè)備連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水下基陣孔徑校準(zhǔn)的模塊化聲源，其特征在于所述的屏蔽盒(4)帶有4-8個定位孔，其中2-4個位于屏蔽盒的側(cè)面，即屏蔽盒側(cè)面的定位孔(3)，2-4個位于屏蔽盒的底部，即屏蔽盒底部的定位孔(I)，屏蔽盒側(cè)面的定位孔(3)用于固定內(nèi)部的電路板(5)，屏蔽盒底部的定位孔(I)用于將模塊化聲源固定在測量系統(tǒng)的設(shè)備上，所述的電路板(5)邊緣設(shè)有2-4個電路板定位孔(6)，屏蔽盒側(cè)面的定位孔(3)與電路板上的定位孔(6)配合固定電路板(5)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水下基陣孔徑校準(zhǔn)的模塊化聲源，其特征在于所述的模塊化電路板(5)小型化或保持其原來的尺寸不變，所述的屏蔽盒(4)的尺寸與電路板(5)的尺寸相匹配，屏蔽盒(4)的尺寸比電路板(5)的尺寸稍大。
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于水下基陣孔徑校準(zhǔn)的模塊化聲源，屬水聲測量領(lǐng)域。本實用新型通過聲源結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計，利用通用接口(2)可以很方便地將模塊聲源移植到其它需要水下校準(zhǔn)聲源的測量系統(tǒng)中，實現(xiàn)聲源通用化，避免重復(fù)設(shè)計，也可以將小型聲源應(yīng)用于其他需要定位的試驗中，方便攜帶。本實用新型專利體積小、易實現(xiàn)、操作簡單、通用性強(qiáng)，可節(jié)約成本。
【IPC分類】G01S7/52
【公開號】CN205374732
【申請?zhí)枴緾N201521128704
【發(fā)明人】桑國峰, 周海濱
【申請人】中國船舶重工集團(tuán)公司七五○試驗場
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2015年12月30日