一种声波脉冲外形流线型、内核旋转式声纳探测器的制作方法

本发明涉及一种声波脉冲外形流线型、内核旋转式声纳探测器。

背景技术：

目前的水中目标的声波探测，用水中声波速度与距离的关系，或者水中声波脉冲返回的时间，换算出距离。反射面积判断目标大小、形状。目前的声纳设备发现深海目标、隐性目标，非常困难。

水中声波的产生、传播、接收理论与技术经过几百年的发展，特别是信息时代，探测领域研究热点问题。目前人们对目标的识别，声纳测距，发射超声波，目标物反射波，接收波。时间差换算出目标距离。由于声波有折射、散射、绕射、或多次折射、散射等因素，信号返回的路径不同，返回的时间有长短。造成测量误差，测量效果低下。特别是隐形目标，减小反射面、吸收发射波，几乎没有反射波。声纳测距就有很大困难。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题，提出了一种声波脉冲外形流线型、内核旋转式声纳探测器，本发明能够测量目标物。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种声波脉冲外形流线型、内核旋转式声纳探测器，包括依次连接的多源信号发生器、放大器、电声转换器、发射器、接收器、处理器和控制电路，其中：所述多源信号发生器包括多个呈圆周分布的信号发生器，每个信号发生器产生的超声脉冲波经过放大器放大后进行电声转换，形成超声信号，通过发射器进行发射，碰到目标物后发射，接收器接收反射波交由处理器处理；

所述控制电路控制多源信号发生器产生的发射时间、发射波长和脉冲宽度，使其叠加的总信号旋转前进。增加穿透力，增加传播距离和提高探测精度。

进一步的，所述多个信号发生器沿同样的圆心呈圆周均匀分布。

进一步的，所述多个信号发生器与圆心的距离相同。

进一步的，所述发射器为发射天线。

进一步的，所述接收器为接收天线。

进一步的，所述处理器还连接有滤波器和显示器，所述滤波器对接收器接收的反射波进行过滤，所述显示器显示探测结果。

优选的，每个信号发生器波长不同，以顺时针或逆时针的方向，依次顺序的天线的雷达波波长的关系成正弦或余弦分布。

优选的，多源信号发生器包括多层信号发生器阵列，每层信号发生器阵列的多个信号发生器沿同样的圆心呈圆周均匀分布。

各层信号发生器阵列具备的信号发生器数量相同。

层层依次排布的信号发生器阵列中对应的信号发生器设置位置相适配，使得其生成的超声脉冲波的传播途径在同一直线上。通过这样的设计，能够使得生成的总的超声脉冲波外型呈流线式，减少波阻抗，脉冲旋转前进，增加脉冲聚集度，增加脉冲穿透力，增加方向性。

处理器根据目标物的反射波产生的波长变化，确定目标物的距离。

各个信号发生器的发射频率按线性、非线性或抛物线形式进行变化，实现全波段测量。可以消除某些目标为了躲避声纳的测量，采用隐形、吸收某波段信号，使其不反射的目的。提高发现这类目标的能力。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

现有技术发射超声波脉冲都是矩形，本发明采用流线型，增加穿透力，增加传播距离和增加探测精度；

现有技术发身的超声波脉冲不旋转，本发明超声波脉冲旋转前进，增加穿透能力，波能量散开系数小，方向性好；

本发明的工作原理类似于枪弹，最早的枪弹发射出去，子弹是不旋转的，容易跑偏，打不准。旋转的枪弹不容易跑偏，命中率大副提升，旋转的超声波脉冲也不容易跑偏，增加探测的精准度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明结构原理图；

图2是本发明的产生的信号外形示意图；

图3是本发明的信号发生器排布图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在声纳测距具有很大困难的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种声波脉冲外形流线型、内核旋转式声纳探测器。

如图1所述，本发明包括依次连接的多源信号发生器、放大器、电声转换器、发射器、接收器、处理器和控制电路，其中：

多源信号发生器包括多个呈圆周分布的信号发生器，每个信号发生器产生的超声脉冲波经过放大器放大后进行电声转换，形成超声信号，通过发射器进行发射，碰到目标物后发射，接收器接收反射波交由处理器处理；

所述控制电路控制多源信号发生器产生的发射时间、发射波长和脉冲宽度，使其叠加的总信号旋转前进。增加穿透力，增加传播距离和提高探测精度。

进一步的，所述多个信号发生器沿同样的圆心呈圆周均匀分布。

进一步的，所述多个信号发生器与圆心的距离相同。

进一步的，所述发射器为发射天线。

进一步的，所述接收器为接收天线。

进一步的，所述处理器还连接有滤波器和显示器，所述滤波器对接收器接收的反射波进行过滤，所述显示器显示探测结果。

如图2所示，多源信号发生器--脉冲流线型--旋转：产生超声脉冲波，脉冲波外型成流线式，减少波阻抗，脉冲旋转前进，增加脉冲聚集度，增加脉冲穿透力，增加方向性。

放大器--电声转换器--发射器：对脉冲信号进行振幅、功率放大，然后电信号转换成超声信号，发射出去。

接收器--滤波--放大器：接收由目标物反射回的超声波信号，因为发射的信号旋转流线型，接收时，没有该特征信号滤除，对接收到的信号进行放大处理。处理器处理---显示器显示：微处理器是整个系统的核心，通过控制电路，控制整个系统。对信号的产生，处理，显示都进行处理。发送信号、接收信号在显示器上显示。

如图3所示，本实施例中，每个信号发生器波长不同，以顺时针或逆时针的方向，依次顺序的天线的雷达波波长的关系成正弦或余弦分布。

优选的，多源信号发生器包括多层信号发生器阵列，每层信号发生器阵列的多个信号发生器沿同样的圆心呈圆周均匀分布。

各层信号发生器阵列具备的信号发生器数量相同。

层层依次排布的信号发生器阵列中对应的信号发生器设置位置相适配，使得其生成的超声脉冲波的传播途径在同一直线上。通过这样的设计，能够使得生成的总的超声脉冲波外型呈流线式，减少波阻抗，脉冲旋转前进，增加脉冲聚集度，增加脉冲穿透力，增加方向性。

发射的脉冲从波能量看，通过调节频率使其具有流线型外形，减小传播过程阻尼系数，传播的更远；声波是纵波，让它旋转前进，具有更大的穿透能力，实现对隐形目标的探测。考虑水媒体的流动，产生的赛科尼可效应、目标移动的多普勒效应。

根据水中声波红移较小时，它与距离有近似线性关系，测到反射波的红移量，来换算出目标物的实际距离。红移量较大时，红移量与距离成指数关系，根据该关系，由水中声波红移量测算出目标物的距离。

频率是波能，通过调节发射频率，使发射的脉冲从波能量变化的外形看，具有流线型外形，波的传输更流畅，减小传播过程阻尼系数，使声波传播到的更远目标位置。

信号传输后产生的效应，考虑其它因如媒体的温度、形状、涡流、水中声波散射、折射、绕射所致影响。

处理器可以根据水中声波随传播距离，波长变化(红移)的测量数值，由红移与频率的关系，对红移与功率的关系进行距离修正。由目标物的反射波产生的红移，可以确定目标物的距离。用不同频率，不同功率得到的红移，判定出目标物的距离。

可以采用小波源，极大减小被发现概率。

发射波功率由若到强的线性、或抛物线变化组合模型，达到提高捕捉目标的能力。

发射频率按线性、非线性、或抛物线变化模式，实现全波段测量。可以消除某些目标为了躲避声纳的测量，采用隐形、吸收某波段信号，使其不反射的目的。提高发现这类目标的能力。

在操作过程中首先保证测量效应，考虑(1)多普勒效应---水中声波源位置、测量点位置、及它们的相对距离固定不变。(2)传输媒质运动。媒质运动引起波长变化—赛克尼克效应；(3)所有的传输通道形状、深度、涡流、杂音等影响。可以试运行，根据不足和缺陷，修订设计方案，和设备重新设计或修改部分功能，在行进系统测试，然后个个环节都良好。可以进行试验，进行实验测量阶段。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。