单元线阵及含有所述单元线阵的全分布式光纤声呐线阵.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114114282A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202210080041.0(22)申请日2022.01.24(71)申请人之江实验室地址310023浙江省杭州市余杭区文一西路1818号(72)发明人严国锋王忠新张敏行饶云江(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人应孔月(51)Int.Cl.G01S15/88(2006.01)G01S7/521(2006.01)G01H9/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称单元线阵及含有所述单元线阵的全分布式光纤声呐线阵(57)摘要本发明公开了一种单元线阵及含有所述单元线阵的全分布式光纤声呐线阵，所述单元线阵，包括：两端密封的管体；支撑结构，设置在所述管体内；分布式声学传感单元，由光纤在单根弹性体上连续增敏绕制而成，两端留有光纤余量，两端穿过所述支撑结构后与所述管体的两端相连，且与所述管体的侧壁不接触；声阻抗匹配材料，填充在所述的管体内。所述全分布式光纤声呐线阵由若干条上述的单元线阵依次连接而成。该线阵具有无熔接点结构简单、一致性好、等效水声传感单元灵敏度和空间分辨率连续可调等特点。CN114114282ACN114114282A权利要求书1/1页1.一种单元线阵，其特征在于，包括：两端密封的管体；支撑结构，设置在所述管体内；分布式声学传感单元，由光纤在单根弹性体上连续增敏绕制而成，两端留有光纤余量，两端穿过所述支撑结构后与所述管体的两端相连，且与所述管体的侧壁不接触；及声阻抗匹配材料，填充在所述的管体内。2.根据权利要求1所述的一种单元线阵，其特征在于，所述管体包括：PU管；密封堵芯，两个所述密封堵芯分别密封安装在所述PU管的两端。3.根据权利要求1所述的一种单元线阵，其特征在于，所述支撑结构包括：若干空骨架，放置在所述管体内，相邻两个所述空骨架通过凯夫拉绳固定连接，两端的所述空骨架通过凯夫拉绳与所在端的管体的端部固定连接。4.根据权利要求2所述的一种单元线阵，其特征在于，所述PU管与所述密封堵芯通过嵌套扣压密封。5.根据权利要求3所述的一种单元线阵，其特征在于，若干所述的空骨架等间距布置于所述管体内。6.根据权利要求3所述的一种单元线阵，其特征在于，所述凯夫拉绳通过所述空骨架外侧固定孔与各个空骨架相连，通过卡扣锁紧的方式固定于所述管体内。7.根据权利要求1所述的一种单元线阵，其特征在于，所述声阻抗匹配材料为硅油或液体胶。8.根据权利要求1所述的一种单元线阵，其特征在于，还包括：一对水密接头，分别安装在所述管体的两端，所述分布式声学传感单元的光纤的两端分别与一对所述水密接头连接。9.一种全分布式光纤声呐线阵，其特征在于，所述全分布式光纤声呐线阵由若干条权利要求1‑8任一项所述的单元线阵依次连接而成。2CN114114282A说明书1/6页单元线阵及含有所述单元线阵的全分布式光纤声呐线阵技术领域[0001]本申请涉及光纤声呐技术领域，尤其涉及一种单元线阵及含有所述单元线阵的全分布式光纤声呐线阵。背景技术[0002]光纤水听器具有灵敏度高、耐海水腐蚀、防漏电、抗电磁干扰等优势，在近年来发展迅速。光纤声呐阵列日益成为各国研究的热点，充油和固态的成缆设计相继被提出。其原理主要是利用时分、波分、频分等方式，将点式光纤水听单元进行组网复用和解调，最终通过成缆设计形成大规模阵列。然而多点复用的方式存在容量限制，传感网络中各单元节点也存在串扰的风险，同时目前组网设计，一旦完成，阵列固化无法调整。不同组网方式，也会对每个组网单元，在时延，工作波长和一致性等方面有很高要求。[0003]公布号为CN106546971A公开了一种固态拖曳声呐线列阵及其装配方法，提出了一种典型的拖曳声呐线阵结构，可以看到，此类分立式水声传感单元组成的声呐阵列，成缆的传感单元结构相对复杂，需要不同光器件的精密设计和熔接，制备工艺难度高，可靠性差。在具体水声传感应用当中，为了满足后续阵列信号处理要求，每个传感单元之间还需要进行时间和空间同步，进一步增加了系统的复杂度。[0004]总体来看，目前的光纤声呐线阵，不论是光纤水听单元性能，还是在大规模组网以及信号同步方面，都存在技术挑战和瓶颈限制。发明内容[0005]鉴于此，本申请实施例的目的是提供一种单元线阵及含有所述单元线阵的全分布式光纤声呐线阵，该线阵具有无熔接点结构简单、一致性好、等效水声传感单元灵敏度和空间分辨率连续可调等特点。[0006]根据本申请实施例的第一方面，提供一种单元线阵，包括：两端密封的管体；支撑结构，设置在所述管体内；分布式声学传感单元，由光纤在单根弹性体上连续增敏绕制而成，两端留有光纤余量，两端穿过所述支撑结