小型测深仪发射机和接收机的设计与实现

《小型测深仪发射机和接收机的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、哈尔滨工程大学硕十学位论文工作频率下可以达到的最大测量深度和船的横截面覆盖宽度如图1．1所示。从图1．1中可以看出，该系统最大覆盖宽度为1530，达8．3倍的海深，最大测量水深为300m。该系统采用两套收发合用的平板阵，阵的大小为390mmx280mm，呈V字型排列固定在船壳上，其换能器平面与水平面倾斜38。，可减小边缘波束畸变。系统采用了特色的定向旋转发射接收技术(RDT)，发射与接收波束方向通过运动传感器电子补偿后达到一致，并采用了大于36dB的旁瓣抑制，保证了波束宽度为1．50的126个高分辨率的窄波束。两个换能器并行工作，处理器同

2、时处理，可以选择数字和模拟波束(波束间隔为1．250)输出，侧扫图像每行最多可有2048个像素。系统采用相移波束形成和时延波束形成结合的方法，对时延的检测运用了相位和幅度信息。系统允许最高船速可达14～16节，精度符合IHO标准，是测程大、覆盖宽、效率高的多波束测深系统p1。挪威Simrad公司的EM3000型系统，其工作频率为300kHz。换能器呈圆弧形平面阵。正常波束角为1．20×1．20，测深范围为换能器阵下0．5-200m，最大扫描范围为7．4倍水深。系统采用快速傅里叶变换(FFT)波束形成方法。SimradEM3000的频率较高

3、，换能器体积小，是一种便携式产品，非常适用于浅水测量。EM3000以一种特殊的奇偶变换的模式工作形成波束：当奇次接收时，换能器1~2，3~4，⋯，127～128以两个一组共同接收信号形成波束，间隔为2．50；当偶次接收时，换能器2~3，4~5，⋯，126～127以另外的两个组合形成波束，间隔也是2．50。这样每两次发射／接收，就形成整个的1．250间隔的128个波束。时延检测也采用幅度和分离波束测向差联合估计的方法。系统测深范围3m-400m，最大覆盖宽度为水深的7．4倍。深度分辨率为2cm。E．SeaSwath501是目前世界上唯一一款

4、以满足测深全覆盖为目的的小型测深仪工业产品。它是由MAR环压ATECH公司制造的。它的特点是结构坚固，便于安装携带，采用PC技术，整合了8英寸热敏打印机、VGA输出，能够提供2D和3D图像等。E．SeaSwath501设计最大测深深度为100m。测深量程可以在1m～100m之间自动或手动选择。深度信息采用公制或英制单位并可以实时地显示在监视器上。它内置了8英寸热敏打印机，深度数据以16位灰度打印出来，并且可以打印单个通道的数据。E．SeaSwath501还带有浅水报警功能。它的发射机发射功率在200kHz时为600W。精度为深度值的5cm

5、+0．1％(需2哈尔滨工程大学硕士学1=}7：论文要声速修正)，分辨率为lcm。主机的尺寸为350mmx320mm×280mm，重30kg。其余参数详见表1．1。由于多波束测深仪是高技术高投入项目，国内鲜有工业化产品。在哈尔滨工程大学研制出了国内首台多波束测深仪之后，国内首台便携式多波束测深仪也在哈尔滨工程大学诞生。其工作频率为300kHz，形成波束21个，测深覆盖宽度6倍水深，波束宽度1．50×1．50，测深范围200m深度。能完成平面或者立体的测量成果图。主要将幅度和相位检测法应用到其中，使得测深性能得到提高。表1．1是目前几种先进小

6、型测深仪性能对比表吲删。表1．1几种先进小型测深仪性能对比表SEABEAME．Sea型号SeaBat8125EM30021185Swathe501工作频率(kHz)180200455300最大量程(m)300100120150覆盖扇区o)15345128130波束数1265240254波束宽度1．5。×1．500．50×lo1．50×1．50测深分辨率1cm6mmlcm扫描频率(Hz)2054020脉冲长度(ms)0．15，0．3，l可调作业速度(节)16101210虽然目前条带测深仪产品的技术性能优越，但是几十年来国际市场上销售量始终十

7、分有限。以挪威Simrad公司为例：国外条带测深仪生产厂商中它的销售业绩最好，据该公司统计，自1990年6月至1997年6月的7年中，也仅销售EM系列的各种型号产品91套，平均每年才卖出13套。国际市场上销售量少，究其主要原因是因为它们的价格过于昂贵，一般用户都承受不起。另一个重要的原因是因为大多数中小用户在实际工作中只要产品能够满足全覆盖测量的要求，技术性能低一点照样可以使用，由于经费有限，非常需要价格低廉的小型条带测深仪产品。例如，近海测量因为作业区离岸近，供给方便，工作效率并不是优先考虑的问题，而且测量覆盖范围小的产品因其边缘波束的

8、测深精度受风浪影响小，而近海作业风浪小工作条件好，测量哈尔滨丁程大学硕+学位论文船在海上晃动不大，测量覆盖范围小的产品反而可以省去价格昂贵的涌浪滤波器，节省设备费用。因此在价格因素的制约下，小