混响背景下的声自导系统空时最优处理

混响是鱼雷主动自导背景干扰的一部分,也是限制鱼雷自导主动检测目标的主要因素。浅海环境下,海底和海面的界面混响干扰尤为严重,直接影响鱼雷主动回波信号的目标检测结果。本文针对不同入射角度混响多普勒变化,分析了自导系统在运动过程中接收混响信号的空时2D特性,研究了空时2D功率谱的实现方法。通过仿真分析最优处理器的2D频响输出和最优处理器的输入输出信混比,证明了该方法抑制混响的有效性,同时研究了空时自适应处理技术的评判标准,分析了阵元数变化对最优处理器改善因子的影响。     

鱼雷自导主动信号具备隐蔽性能的条件探讨

随着鱼雷技术的发展,低截获概率鱼雷自导技术将成为鱼雷发展的一个重要方向,将雷达低截获概念引入鱼雷自导系统,通过对鱼雷自导波形设计的重要性和设计方法的讨论,重点探讨了鱼雷自导主动信号具备隐蔽性的条件,提出了鱼雷自导主动隐蔽性信号的总体设计思路和信号形式的分类方法,最后给出了几种常用的低截获概率信号,为主动隐蔽性信号的生成方法和检测方法的深入研究以及开展隐蔽信号用于鱼雷自导的可行性研究提供参考,这有助于提高鱼雷的战斗力和生命力.     

鱼雷多目标自导系统声学建模与实现

多目标自导系统是新型鱼雷制导系统发展的必然趋势,是对现有自导系统功能的完善与提升,通过建模手段对其性能及技术特点进行研究是自导研究领域非常关心且亟待解决的问题.该文对鱼雷多目标自导系统的功能及系统构成进行了研究,并从系统层面对其关键技术进行了讨论.基于层次化和模块化的建模原则,将自导系统分解为彼此独立的11个功能模块,利用Visual C++平台在声信号层次上设计并建立了鱼雷多目标自导声学仿真系统,给出了主要模块的声学模型.最后,在相同的复杂对抗环境下对多目标自导系统和传统的单目标自导系统进行了100次统计仿真试验,结果表明,多目标自导系统较传统的单目标自导系统命中概率提高了38.5%,航程损耗减小了17.6%,显著提高了复杂对抗环境下自导系统的作战效能.     

鱼雷[U1]自导声对接式目标模拟器设计与实现

现有的大多数水下目标模拟器（包括针对声纳和鱼雷自导）在设计时未考虑信号接收端的换能器基阵特性,为能在陆上试验室条件下全面测试鱼雷自导系统性能,设计并实现了一种基于声对接方式的鱼雷自导目标模拟器,介绍了声对接式目标模拟器的组成及其相应功能,设计了阵元信号模拟器与声对接装置,完成了并行处理系统的硬件开发、声对接基阵与换能器阵元设计及声匹配材料的选取。通过对研制的声对接式目标模拟器的性能测试,并利用自导头通过声耦合对生成的阵元信号进行检验,结果证实了以声对接方式设计并实现的目标模拟器的可行性和有效性。该目标模拟器克服了对声学部件建模不精确所带来的影响,减少了鱼雷自导系统水下试验的次数,具有很好的实用价值。     

鱼雷自导性能分布式仿真中的作战环境建模

为了在鱼雷自导性能仿真中体现真实作战环境对鱼雷自导的影响,从鱼雷自导系统与外界的信息交互出发,通过分析鱼雷自导探测目标机理和工作过程,结合分布式仿真技术,建立了鱼雷自导性能分布式仿真中的复杂海洋环境和对抗作战仿真模型。仿真结果表明,所建模型合理有效,可以体现鱼雷自导工作的真实环境。     

新世纪鱼雷技术发展趋势研究（续）

3.2 鱼雷自导技术 高技术海战对鱼雷自导系统提出了增大微弱信号探测能力和作用距离,提高目标参量估计精度,增强目标识别和反对抗能力,实现精确导引的要求。由于还没有一种物理场比声场在水中具有更远的传播特性,因此鱼雷自导将继续以声自导为主,其性能的提高取决于声自导技术的发展。在诸多自导关键技术和新技术中,特别值得一提的是低频声自导、尾流自导以及目标自动识别技术。     

鱼雷尺度多目标多干扰半实物仿真环境设计与实现

随着信号检测方法及计算机技术的发展应用,鱼雷自导系统性能不断提高,水下尺度多目标识别已成为检测现代鱼雷自导系统水声对抗能力的重要指标之一,但相关实航测试环境却难以实现。通过对尺度多目标有效性判断及遮蔽计算的分析,依据实时性原则设计了信号实时生成算法并构建了半实物仿真系统,对鱼雷尺度多目标多于扰环境进行了模拟,为试验室环境检测鱼雷水声对抗能力提供了便捷有效的手段。验证结果表明,该系统可以满足相关仿真需求。     

鱼雷共形阵自适应宽带恒定束宽波束形成研究

低频和宽带作为鱼雷自导系统的一个重要发展方向,受到人们越来越多的关注。而共形阵宽带恒定束宽波束形成作为宽带共形阵鱼雷自导系统的一项关键技术,其性能的好坏直接影响共形阵鱼雷的总体性能。该文应用维德罗提出的最速下降法,提出了适用于鱼雷共形阵的宽带恒定束宽的自适应算法和系统结构框图,并对其进行了详细的理论计算和仿真试验。仿真结果表明,该方法对于宽带信号的恒定束宽波束形成具有良好的效果,对共形阵鱼雷自导系统的宽带波束形成有重要的工程应用价值,同时对现有鱼雷自导系统宽带波束形成方法的改进也具有参考意义。     

基于联合制导方式的潜射反主动声纳鱼雷探讨

针对现行潜射反舰鱼雷制导方式受海洋环境的影响,潜艇攻击距离和鱼雷自导距离被制约的问题,借鉴反辐射导弹的设计理念,提出了一种基于对目标探测信号的测量和其他组合联合制导的新型鱼雷制导方式。采用这种自导方式的反主动声纳鱼雷,以反潜舰艇和鱼雷发出的主动声纳脉冲信号为导引源,对目标实施硬杀伤。探讨了联合制导方式下,反主动声纳鱼雷的设计原理及技术特点,并假想了其作战流程。分析表明,反主动声纳鱼雷的作战特点符合实际攻击和作战需要,具有较好的应用前景。     

浅海混响对自导接收目标信号的影响

针对轻型鱼雷在实航试验中出现的由于浅海混响干扰引起自导接收跟踪非目标信号现象进行了分析，认为此现象为强界面混响干扰时产生的合成波束副瓣的误采样所致。因此，在满足此鱼雷总技术条件规定的浅海混响干扰条件下需采取必要的技术措施使抗界面混响的影响得以改进。     

基于以太网的鱼雷声自导电信号半实物仿真系统

由于鱼雷作战水声环境的复杂性，鱼雷声自导半实物( HWIL)仿真成为实验室环境下声自导系统设计与性能评估的重要手段。提出了一种基于以太网的分布式半实物仿真系统，采用电信号注入法模拟目标／背景信号，介绍了其构成方法及工作原理；详细讨论了窄带点目标、窄带体目标、混响和海洋噪声等主要目标／背景信号的水声仿真模型；给出了使用流水线阵列处理的仿真信号源硬件系统设计，并提出了延时滤波算法实现了多路仿真信号源的实时同步输出。相应的信号仿真试验结果证明了采用电子注入法实现声自导半实物仿真系统的有效性。     

鱼雷自导Tiger SHARC DSP系统的设计

鱼雷低频自导是远程自导鱼雷的一个重要研究方向,该文采用Tiger SHARC DSP设计了鱼雷低频自导高速数字信号处理系统,完成了该系统的硬件研制,并在此基础上实现了其DSP系统软件、方位估计软件和主控软件的设计及调试。消声水池试验结果表明,该系统工作稳定可靠,目标方位估计精度在2°以内,满足鱼雷自导系统要求。     

基于短时傅立叶变换的鱼雷自导信号参数实时估计及应用

采用商用成熟（COTS）技术途径开发军用设备是一个重要发展方向。该文提出了COTS产品在声靶系统对鱼雷自导信号参数实时估计中的应用方案,采用短时傅立叶变换（STFT）实现对鱼雷自导信号脉冲载频、脉冲到达时刻、脉冲宽度和脉冲问隔的实时估计。在鱼雷自导信号参数高精度估计的基础上,利用中频直接采样有效减小了信号处理的数据量。通过工业D／A板试验证明,该应用方案达到了设计功能和性能指标要求,并且降低了开发成本,缩短了项目的开发周期,保证了应用的灵活性和二次开发性。     

水文条件对鱼雷声自导作用距离的影响

针对真实水文条件下鱼雷声自导对实际目标的作用距离预报问题，总结了不同海域、不同季节的典型水文条件，提出了鱼雷声自导作用距离预报方法，以射线声学理论为基础建立了传播损失预报模型，以单元散射模型为基础建立了混响级预报模型。根据声自导鱼雷的技术参数，采用网格搜索法预报真实水文条件下鱼雷声自导对实际目标的作用距离，旨在为鱼雷攻击提供建议。     

多功能声自导反潜鱼雷战雷靶

针对缺乏用于声自导反潜鱼雷战雷实航爆炸试验攻击目标的问题,提出一种具有水声引信的多功能战雷靶设计思路.介绍多功能声自导反潜鱼雷战雷靶的设计方案,利用经典物理学的能量、动量原理,详细计算分析鱼雷在各种边界条件下攻击钢架的情况,并简要分析海流对鱼雷命中的影响.仿真结果表明:当Δt≤0.4 s时,鱼雷瞬间冲击加速度a(g)≥5g,满足引信动作需求,鱼雷可以引爆.该战雷靶的设计思路可为未来鱼雷声自导反潜战雷实航爆炸试验提供技术参考.     

水下爆炸对被动声自导鱼雷的干扰机理及仿真

为了验证水声干扰子弹水下爆炸声信号对抗声自导鱼雷的效果,基于水下爆炸的声信号具有声源级高、覆盖频率宽的特点,建立了水声对抗数学模型,并应用数学优化方法,将对抗问题转化为非线性有约束的目标优化函数,得到了舰艇最佳规避角和干扰弹最佳落点位置,且发现最佳发射角度变化较小。仿真结果表明,水声干扰子弹在最佳发射条件下,能有效干扰声自导鱼雷。     

声自导鱼雷空时自适应处理

介绍了全维和降维空时自适应处理（STAP）的基本原理，通过分析鱼雷工作环境、工作方式以及数据组织方式，讨论了采用STAP方法提高声自导鱼雷混响背景下目标检测性能的可能性，给出了关键步骤的解决方案和STAP抗混响的基本流程。分析结果表明，采用STAP进行混响抑制难度要大于对机载预警（AEW）雷达杂波的抑制，然而在实现上却是可能的。仿真结果表明，采用STAP方法能够获得比常规方法更好的检测性能。STAP方法能够充分利用声自导鱼雷混响空时分布特性，是一种有前途的抑制鱼雷混响的新方法。     

对抗尾流自导鱼雷的防御技术

舰船航行时在尾部形成一条含有大量气泡的尾流，成为舰船的目标特征之一。尾流自导鱼雷利用舰船尾流进行目标检测，对舰船构成很大威胁。目前对尾流自导鱼雷缺乏有效的防御措施，发展水面舰艇反尾流自导鱼雷防御技术迫在眉睫。该文基于尾流特征及尾流自导鱼雷工作原理，介绍了用于对抗尾流自导鱼雷的气幕弹、磁尾流、拖网、深水炸弹和反鱼雷鱼雷等几种软杀伤和硬杀伤方法以及隐身技术和机动规避等非杀伤方法，总结了舰船对抗鱼雷攻击的3个关键环节包括高性能鱼雷报警系统、快速反应的水声对抗系统和多功能的水声对抗设施，旨在为有效防御尾流自导鱼雷提供思路。