设计开发
中型锚系无线声呐浮标系统设计研究
李旭
(中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄050081)
数事共每庆用
摘要：设计了一种3m直径单点错系声呐浮标。该浮标使用双备份无线通信链露，可在线进行系统操作，维护简单便捷。并搭载失量水听器阵，使用低功耗电路进行水下声信号采集、存储与实时处理。系统错系结构简单可靠，依靠光电滑环进行综合光电缆的担力即除。能源补给方面采用光电联合供电，海上值守时间长。整套浮标已在工程项目中得到实际应用。
关键词：声呐浮标；单点猫系；光电滑环；无线电远程控制
中图分类号：TP212.9
文献标识码：A
由于声呐浮标布放回收便捷、本体噪声对声信号接收影响小，是实现水下目标声信号采集处理较好的搭载平台，对于有长时间观测需求的场合，常使用锚系声呐浮标。本文介绍一种采用3m直径浮标体的声呐浮标，措载失量水听器阵，配备多种无线通信设备，使用轻铠装光电滑环缆实现水面和水下的通信通联，锚系结构相对简
单，海上值班时间长，已通过海试验证。 1系统组成
系统组成如图1所示。选用3m直径圆盘型浮标体作为载体，单点锚系方式，水面浮标体搭载通信及信号处理设备，水下辅舱内措载水声信号采集设备，二者之间使用光电滑环缆)连接。系统使用北斗RDSS和无线电台两种通信方式，可同时与试验船和岸基控制中
心通信。系统采用光电联合供电，延长值守时间。 2锚系系统
系统锚系设计参数为：耐受风速>64.6m/s，波高>22.5m，流速>196.2cm/s，典型海深300m。设计锚系长度配置为水深3倍，由图1中2～13组成，工作拉力>50kN，破断力≥150kN，
水面浮标体和水下设备间采用光电滑环缆)进行连接，由两个独立的光电滑环和光电复合缆组成，是电源和数据传输的载体。光电滑环可卸除水面浮标体漂移和旋转产生的扭力，其配置的2自由度俯仰横播机构，可有效减轻接触点处的水平剪切力。光电复合缆为轻铠装缆，使用卡夫拉增强。整体抗拉力和破断力高于系统设计指标。
16
15
2
1:无线电设备
2：浮标体（电子舱） 3：光电滑环（缆）
6
11
13
12
9
10
mm
图1系统组成
收稿日期：2017-07-15
5:浮球降：6
关量水听器降
含：8：平衡重块
:轴龄
9:释放器暴：10:重坨
11:高分子總绳 12-错链+钥线
13:抓方错：14:试验期 15:弹基控制中心 16:北斗卫星
文章编号：1007-9416(2017)07-0184-01 3信号采集及处理
系统采集处理功能框图，如图2所示。控制板为管控单元，使用 XC7K410T实现控制逻辑，控制外设电源通断和数据交互，数字处理板为处理单元，使用TMS320C6678+XC7VX690T作为处理器，通过 SRIO与控制板交互，板上存储容量512GB，读写速度>500BS。采集板能够实时采集24路声信号，采样率5ksps~20ksps步进可调，24bit 量化采集。所有电路板板配置上电检测模块，温度、电流电压检测模
块，可通过系统显控界面实时监控和事后分析。 4无线传输链路
浮标与控制中心进行数据交互和指令传递依靠无线通信。超出视距范围使用北斗RDSS短报文进行简单指令控制，最大通信频度为60秒，单次通信数据量72字节。视距通信使用电台进行精细控制，可进行在线系统维护，选用BreezeNETDS.11电台，数据速率最高
可达到11Mbps，覆盖范围最大为50公里，使用时需保证通视。 5结语
外设
板型板
电池模块
电源处理
电台供电
RTU
开关控制信号
+
外设电源控制
SRUO
数据存错
失量水昕器实量水昕器
AIS 主控单元
数据处理主元/电
深度传惠器
采集板
要态传惠器
图2系统采集处理功能框图
···.下转第187页
作者简介：李旭(1985一),男,汉,河北保定人,硕士研完生,毕业于哈尔滨工程大学,工程师,现就职于中国电子科技集团公司第五十四研究所。
研究方向：定位与导航系统设计。
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