海洋锋对潜艇水声通信与探测的影响分析

海洋锋会对水声信号的传播产生极大的影响,并能削弱潜艇水声通信和声呐探测效果.只有掌握海洋锋对声信号的具体影响,才能在实际作战中有效规避其带来的不利影响.利用射线模型对深海水声环境进行仿真,给出声源在锋两侧的冷水区和热水区中的声线传播图、传播损失图及多途效应的仿真结果,通过与标准深海环境对比,分析海洋锋对潜艇通信和探测的影响.仿真分析结果表明:海洋锋的存在将削弱潜艇通信和探测的效果,但在锋面所处的深度进行水声通信和探测,可在一定程度上削弱其影响.     

基于MPI＋OpenMP混合编程模型的水声传播并行算法

声波是目前唯一能够在海水介质中进行远距离传播的有效载体,因此水下声传播成为海洋声学研究的主要内容之一,对现代声纳的设计和使用具有重要意义.宽带声传播、浅海地声反演、匹配场定位、水下环境仿真等技术的发展对水声传播提出了越来越高的要求,如何充分利用声传播模型和现代计算机技术实现声传播的快速计算已成为水声技术的一个重要研究方向.针对曙光TC4000L高性能机群系统计算节点多核处理器的组成特点,采用MPI＋OpenMP并行混合编程模型实现了射线-简正波-抛物方程模型并行算法.测试分析结果表明,设计的并行算法具有较高的并行计算效率.     

深海高频内波对潜艇水声通信和探测的影响分析

内波的存在会对水声信号传播产生极大的影响,从而严重影响潜艇使用声呐进行水声通信和探测.深海高频内波对声呐效能的发挥产生的影响较大,对深海高频内波对水声信号产生的具体影响效果进行分析,对未来战场上声呐的战术使用以及作用的发挥具有极为重要的意义.基于此,通过Bellhop射线模型计算软件,对深海中存在高频内波时声信号的传播情况进行仿真,得到仿真图,与不存在内波时的仿真图像作比对.结果表明,深海高频内波会增大水声信号传播损失,加重多径效应;降低潜艇水声通信效果,增加误码率;削弱被动声呐探测效果,可能会提高其探测概率但会使探测精度大大降低,其中,高频信号受影响尤为明显.     

高频压电复合材料球形换能器仿真设计

该文仿真设计了一种高频压电复合材料球形换能器,利用COMSOL软件建立了有限元模型,计算了换能器的声辐射特性,分析了不同压电陶瓷材料、不同基元尺寸对换能器声辐射特性的影响。仿真分析结果表明,球形高频换能器具有高频、宽带及可全向辐射声波等特性,能广泛应用于水声探测与成像发射换能器及其阵列。     

压电复合材料在水声,电声方面的应用

压电复合材料在水声、电声方面的应用北京信息工程学院王丽坤，张福学西安交通大学邹小平１引言压电复合材料由压电陶瓷和高分子聚合物或橡胶复合而成，既具有陶瓷的强压电效应，又具有有机材料的柔软性，阻抗易于与空气、皮肤、水匹配。它可将压力信号转换为电信号输出，...     

基于Chebyshev混沌序列的正交宽带调制解调方法

针对常规的相干解调和非相干解调在水声信道通信中可靠性差的问题,文中提出了一种基于Chebyshev混沌序列的正交宽带调制解调方法。该方法基于海洋水声信道环境与传播特点,采用统计特性接近环境噪声且具有尖锐自相关、宽带特性的Chebyshev混沌序列作为信息载体和同步信号,并利用欧氏距离分类器对接收信号进行非相干分类判决解调。该方法可有效抑制水声信道因多途传播而引起的频率选择性衰落和码间干扰,从而更好地实现低信噪比条件下可靠水声通信。仿真实验证明,在-10 dB以上信噪比环境下,文中所提通信方法在具有多途效应的水声信道上具有良好的通信性能。     

俯视电波折射修正及其在俯视雷达信号接收中的应用

针对海洋上空大气折射环境影响下岸基俯视雷达信号的舰载机动接收有效方法进行了系统研究.根据实际需求,建立俯视雷达信号在海洋上空传播的物理模型,通过射线追踪法结合Hopfield折射率剖面模型,仿真计算获得了大气折射影响下的电波实际传播路径,并与Ray-VT射线追踪软件的计算结果进行比对,四种发射参数下的水平距离相对偏差分别为-0.002%、-0.041%、-0.029%、-0.007%,初步说明了电波传播路径仿真的准确性.经过仿真,发现海洋上空大气折射环境对岸基俯视雷达信号的舰载接收有很大影响,必须对接收位置和接收仰角加以修正.     

水声探测系统目标回波信号仿真技术研究

目标回波信号是水声探测系统主要的信息来源,在水声对抗仿真系统中,目标回波信号的仿真数据量又是制约仿真实时性的关键因素之一,因此,必须对目标回波信号进行深入研究,既要真实仿真出实际系统中目标回波信号的所有特征,又要满足仿真实时性的要求。提出了一种针对水声对抗仿真系统的目标回波仿真信号模型,该模型以窄带信号的复包络为基础,综合了实际系统中多普勒频移和频率补偿的影响,更具真实性和实用性。利用该模型具有采样频率低,仿真数据量小的优点,能够满足仿真系统实时性的要求。在水声对抗试验仿真系统中得到了很好的检验,具有广阔的应用前景。     

基于射线模型的浅海水声传播仿真研究

浅海是我国船只活动的主要区域,在计划海上实验、设计最优声纳系统和预测海上声纳性能时,水声模型被广泛地应用于预报声学环境。用射线模型为浅海声场建模,由于射线理论有足够的准确性,可以用来获得声波在空间传播的重要信息,在一定的条件下,射线声学的数学运算也比较简捷。在此结合仿真结果,证明了由射线理论给出的声线图可以给声场以直观、形象的理解,其建立的水声信道模型在工程应用上具有重要意义。     

浅谈水声数字通信技术的发展

近年来，由于军事和海洋开发的要求，人们开始越来越重视水下通信系统的研究与开发。由于电磁波在水中传播时衰减严重，而声波是人类迄今为止已知的唯一能在水中远距离传播的能量形式，所以海洋中检测，通信、定位和导航主要利用声波。海洋水声数字通信技术是当前海洋军事中最重要和关键的技术。海洋水声数字通信技术的发展大致可归纳为频移非相干通信技术和相位相干通信技术两项分支技术的发展，文章简要概述了两项技术的研究状况和主要进展，并展望了海洋水声数字通信技术未来的发展趋势。