一种水听器线阵列及其布放方法_3

文档序号:8471282阅读:来源:国知局
预设工作频率时,上述水听器线阵列将得到最佳的输出。
[0171]在本发明的一种【具体实施方式】中,上述水听器线阵列还可以包括:设置在支撑件01 一端的输出端03,其中,该输出端03与每对水听器的输出端电连接。当然,可以理解的是,在具体实施过程中,我们也可以将支撑件01的一端加长处理,将该输出端03直接设置在支撑件01上。
[0172]在各个水听器将水下声信号转换为电信号后,上述输出端03与每对水听器的输出端电连接,将水听器线阵列的信号输出给水听器线阵列以外的信号处理装置。具体地,该信号处理装置可以是处理水听器线阵列的输出信号的计算机。
[0173]在本发明的一种【具体实施方式】中,上述水听器线阵列还可以包括:设置在水听器外侧的与支撑件连接的水密层04,以保护水听器线阵列中的水听器和内部电路。
[0174]在本发明的一种【具体实施方式】中,上述水听器线阵列还可以包括:设置在水听器02与水密层04之间的内嵌在支撑件01中的屏蔽层05,其中,每个水听器02对应一个屏蔽层05,该屏蔽层05由声学材料制成,具体可以由镀锡铜丝编织而成。由图1可知,屏蔽层05位于水听器02的外围,尺寸较水听器02较宽,屏蔽层05的作用为降低乃至消除输出端03引入的电噪声对声波信号的影响,以使水听器更好地接收来自于水中的声波信号。
[0175]图2所示,为不同的水听器线阵列的归一化指向性曲线图。在该曲线图中,虚线为水听器线阵列中的水听器等间隔布放时的归一化指向性曲线,带有小分割线的实线为水听器线阵列中水听器中间稀疏两边紧密布放时的归一化指向性曲线,带有小圆圈的虚线为水听器线阵列中的水听器中间紧密两边稀疏布放时的归一化指向性曲线,实线为水听器线阵列中的水听器按本发明的技术方案布放时的归一化指向性曲线。其中,接近O度和180度的方向为端射方向,附近的曲线为波形的旁瓣。相应地,接近90度和270度的方向为侧射方向,附近的曲线为波形的主瓣。
[0176]为描述方便,我们将现有技术中的三种线阵列进行命名。其中,我们将水听器的布放方式是中间稀疏两边紧密的水听器线阵列命名为中间稀疏两边紧密的水听器线阵列;将水听器等间隔布放的水听器线阵列命名为等间隔的水听器线阵列;将水听器的布放方式是中间紧密两边稀疏的水听器线阵列命名为中间紧密两边稀疏的水听器线阵列。
[0177]图2表明:中间稀疏两边紧密的水听器线阵列的旁瓣最高,等间隔的水听器线阵列的旁瓣略小于中间稀疏两边紧密的水听器线阵列的旁瓣,中间紧密两边稀疏的水听器线阵列的旁瓣较前两种水听器线阵列的旁瓣都低,但旁瓣的幅度依然大于0.6,而本发明技术方案中的水听器线阵列没有旁瓣,即表明本发明技术方案中的水听器线阵列具有良好的抗干扰能力,能够消除端射方向造成对水听器线阵列接收性能的影响,获得很好的输出指向性。
[0178]应用本发明实施例提供的水听器线阵列,通过输出指向性测试,其实验结果表明,相对于现有技术,本发明所提供的水听器线阵列具备良好的抗干扰能力,能够减小甚至消除端射方向的噪声对水听器线阵列的接收性能带来的不利影响,获得很好的输出指向性。且布放方式简单,易操作。
[0179]如图3所示,本发明实施例提供的一种水听器线阵列布放方法,上述水听器线阵列可以包括:支撑件和水听器;上述布放方法可以包括:
[0180]步骤S201,获取水听器线阵列的预设工作频率f ;
[0181]步骤S202,获取支撑件的总长度L,单个水听器在支撑件上所占长度a,以及由加工工艺所确定的每对水听器之间的最小安装间隔g和所述支撑件的最外侧水听器的外部边缘与所述支撑件边缘的最小距离b ;
[0182]步骤S203,计算得到半波长参数h ;其中,h = 1500/2f,h为每对水听器内的两个水听器之间的间隔;
[0183]步骤S204,计算得到总体有效阵列长度D ;其中,D = L~2b ;
[0184]步骤S205,按照预设布放方式布放水听器,所述预设布放方式对应的水听器布放方式为:
[0185]步骤1、布放第I对和第2对水听器:
[0186]I)若h+a ^ D < h+2a+g,只能布放I对水听器,其布放位置分别为:
[0187]①-h/2,
[0188]②h/2,
[0189]布阵完成;
[0190]2)若h+2a+g ^ D ^ 2h_g,布放2对水听器,其布放位置分别为:
[0191]①-(D-a)/2,
[0192]②h-(D-a)/2,
[0193]③-h+(D_a)/2,
[0194]④(D-a)/2,
[0195]进入步骤3;
[0196]3)若2h_g < D < 2h+2a+g,令:D' = 2h_g,布放2对水听器,其布放位置分别为:
[0197]①-(D'-a)/2,
[0198]②h-(Dr -a)/2,
[0199]③-h+(D'-a)/2,
[0200]④(D'-a)/2,
[0201]进入步骤3;
[0202]4)若D彡2h+2a+g,布放2对水听器,其布放位置分别为:
[0203]①-(D-a)/2,
[0204]②h-(D-a)/2,
[0205]③-h+(D-a)/2,
[0206]④(D-a)/2,
[0207]记当前有效阵列长度d = D_(2g+2a+2h),进入步骤2,
[0208]步骤2、依递归方法布放水听器:
[0209]I)若 d < h+a,进入步骤 3 ;
[0210]2)若h+a ^ d < h+2a+g,布放I对水听器,其布放位置分别为
[0211]①-h/2,
[0212]② h/2,
[0213]布阵完成;
[0214]3)若h+2a+g ^ 2h_g,布放2对水听器,其布放位置分别为:
[0215]①-(d-a)/2,
[0216]②h-(d-a)/2,
[0217]③_h+(d_a)/2,
[0218]④(d-a)/2,
[0219]进入步骤3;
[0220]4)若 2h_g < d < 2h+2a+g,进入步骤 3 ;
[0221]5)若d彡2h+2a+g,布放2对水听器,其布放位置分别为:
[0222]①-(d-a)/2,
[0223]②h-(d-a)/2,
[0224]③-h+(d-a)/2,
[0225]④(d-a)/2,
[0226]将d- (2g+2a+2h)赋值给当前有效阵列长度d,进入步骤2进行递归布放;
[0227]步骤3、布放最后一对水听器,观察在下列位置是否满足布放水听器的条件:
[0228]①_h/2,
[0229]②h/2,
[0230]如果满足布放条件,则在这两个位置布放一对水听器,布阵完成;如果不满足布放条件,则布阵完成;
[0231]其中,所述水听器的布放位置为位置坐标,该坐标以所述支撑件的中心为原点。
[0232]在本发明的一种【具体实施方式】中,上述水听器线阵列中的水听器具体为压电陶瓷圆环。
[0233]在本发明的一种【具体实施方式】中,上述水听器线阵列布放方法还可以包括:在所述支撑件的一段设置输出端,其中,所述输出端与所述每对水听器的输出端电连接。
[0234]在本发明的一种【具体实施方式】中,上述水听器线阵列布放方法还可以包括:在所述水听器的外侧设置水密层,其中,所述水密层与所述支撑件连接。
[0235]在本发明的一种【具体实施方式】中,上述水听器线阵列布放方法还可以包括:在所述水听器与所述水密层之间设置屏蔽层,其中,所述屏蔽层内嵌在所述支撑件中,每个水听器对应一个屏蔽层。
[0236]应用本发明实施例提供的布放方法布放的水听器线阵列,通过输出指向性测试,其实验结果表明,相对于现有技术,本发明所提供的水听器线阵列具备良好的抗干扰能力,能够减小甚至消除端射方向的噪声对水听器线阵列的接收性能带来的不利影响,获得很好的输出指向性。且布放方式简单,易操作。
[0237]需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法
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