基于扩展面积的航空浮标与舰载声呐协同搜潜范围研究

为提高海上编队反潜能力,采用航空声呐浮标和舰载声呐多基地协同探测.从声呐方程出发,建立了搜索范围模型,定量分析了发射声源级和辐射噪声总声级对探测优势的影响.仿真结果表明,对于低噪声目标,辐射噪声级越小,发射声源级越大,协同工作模式相对于单基地模式搜索范围的优势越明显,对于高噪声目标,优势丧失.多基地搜索是应对低噪声水下目标威胁的有效手段.     

航空声呐仿真系统设计

在充分考虑吊放声呐和声呐浮标系统工作特性的基础上,设计了一套航空声呐仿真系统方案。该系统能够在不同的工作环境下对不同的目标进行仿真,模拟实际环境下吊放声呐和声呐浮标对目标的探测过程。     

浅说声呐方程

尤立克的以声呐方程为主线的专著《工程水产原理》已于１９７２年在我国出版［１］。人们对声呐方程似乎没有什么好说的了。但我们从投给《声学与电子工程》的稿件中发现．有些人仍未能正确地应用声呐方程。为此，本文试图对与声呐方程有关的几个问题作些浅显的说明。１关于声呐方程的形式 我们用图１表示声呐工作模型。图中目标声源级ＳＬ对于被动声呐就是目标辐射噪声声源级ＳＬｘ．对于通信声呐就是对方发射器声源级ＳＬｐ，对于主动声呐就是目标回声声源级 ＳＬｐ－ＨＬ＋ＴＳ （这里ＳＬｐ是发射器声源级．ＴＬ是传播损失．ＴＳ是目标…     

双基地航空搜潜建模与仿真

根据双基地航空搜潜的特点,在对双基地条件下航空搜潜的搜潜距离及误差、目标强度、传播损失等模型及估算方法进行研究的基础上,建立了双基地航空搜潜条件下的搜潜距离和搜潜范围模型,确定了有效搜潜范围与发射声源级、环境噪声、接收指向性指数、检测阈值、声源与接收器的相对距离、目标方位等的关系,仿真分析了发射频率、双基地之间距离对搜潜距离和搜潜范围的影响,测向角对搜潜范围的影响等,获得了有益的结果,为航空搜潜训练提供了理论依据.     

优化高频声呐设计的相控发射技术

介绍一种相控发射在高频声呐中的成功应用.利用相控发射技术,使得宽工作扇面内发射声源级起伏小、声源级得到提高,简化了声基阵的设计和制造,声呐的性能和适装性得到大幅提高.     

浅海海底地形对吊放声呐探测距离的影响

吊放声呐的探测距离不仅与装备的自身性能和海洋水声环境特性有关,还受海底地形影响。利用射线声学模型,仿真分析了正声速梯度和带有跃变层声速梯度下,不同高度和深度的海底山体和海底盆地（简称：海盆）两种典型地形下的声传播特性。通过声传播特性,得出了不同高度和深度的海底山体和海盆两种典型地形对吊放声呐作用距离的影响。根据声传播特性,得出了不同海底地形下潜艇规避吊放声呐搜索的大致航行区域,给出了吊放声呐增加搜潜概率的可行性方案。     

一种浅海双基地声呐混响功率谱建模方法

在单基地声呐接收信号匹配滤波器后的混响功率谱模型基础上,结合海底全向散射系数模型和双基地声呐信号传播的几何关系,给出了一种计算浅海双基地声呐接收信号匹配滤波后的混响功率谱分布的方法。     

吊放声呐单芯电缆长距离高速数据传输技术研究

对国内外广泛使用的直升机机载吊放声呐数据传输技术进行了分析,比较各种传输技术的异同,着重介绍了一种吊放声呐稳定可靠工作情况下传输技术方法以及未来实际工程应用的发展趋势。     

直升机吊放声呐搜索方法效能研究

利用直升机吊放声呐对潜艇目标进行搜索,是航空反潜作战的重要环节。采用蒙特卡罗法,通过计算机模拟对三种搜潜方法的搜索概率进行了性能比较。     

双基地声呐接收站散射波低截获技术

双基地声呐的接收站因散射主动信号存在暴露的风险,对此提出了基于发射声屏蔽的双基地声呐低截获技术。发射站采用垂直发射阵,利用屏蔽权对原始信号进行预处理,获得的低截获信号在接收站处被自动抵消,从而降低接收站散射信号的能量。仿真结果表明,发射声屏蔽技术能有效增加接收站散射信号到达目标处的能量衰减,而对到达接收站处的待测目标散射信号则无较大影响。该方法突破了以往低截获技术只是改变信号能量时频域分布的局限(在信号处理层面),利用多途结构真实降低了被截获信号能量(在物理层面),并适用于多种信号形式。     

基于矢量传感器的双基地声纳数据融合

提出了一种基于单矢量传感器的双基地声纳定位数据融合算法.阐述了矢量双基地声纳数据融合定位算法的基本原理与解决方案.与常规声压双基地T/R-R声纳系统相比,矢量双基地声纳系统拥有更为丰富的声场观测信息.较之传统声压型,基于时延定位的算法(TOL),此新算法可带来更高的定位精度.在近基线三角区域,定位精度提高约23%,而在基线定位盲区附近,定位精度提高近40%.此新算法同时还解决了TOL算法的定位二值模糊问题.     

基于实录音频的吊放声呐模拟器设计与仿真

针对多数模拟器无法营造逼真操作感受的问题,提出了一种基于声呐实录音频的吊放声呐模拟器,并给出仿真实例。该系统运用反波束形成技术,基于实录音频合成具有真实听觉感受的阵元域信号,采用真实的波束形成方法和信号处理方法,能够得到与实际装备十分近似的视觉效果和听觉感受,对声呐操作员的日常训练是十分有益的。     

减小声呐发射机余振时长的方法研究

为了解决目前声呐发射机中余振衰减时间较长的问题,首先分析了余振产生的原因及可能有效减小余振衰减时间的方法,并采用实验的方式验证了减少变压器匝数、采用引线电感小的连接线及减小换能器内阻这三种方法的有效性。实验证明这三种方法均可在不同程度上减小声呐发射机的余振时长;采用减少变压器匝数和减小换能器内阻这两种方法,发射机的余振时长可明显减小。余振时长直接影响余振盲区,余振时长的减小为进一步提高多普勒测速仪的性能提供了可能。     

反蛙人声呐的相控波束稳定

吊放式反蛙人声呐的水下姿态不稳定性对设备性能带来不利影响,声呐湿端姿态倾斜会使各波束主瓣平面偏离水平面,导致水平面内的发射声波强度损失以及海底、海面混响反射强度的增加,姿态旋转则会造成声呐接收方位失真。文章在推导给出湿端陀螺坐标系与大地坐标系之间姿态变换关系的基础上,基于大地坐标系内的姿态和横滚角,以相控俯仰实现导引方位上的发射波束稳定,在纵倾6°情况下,于波束导引方位可获得2.7 dB的波束稳定增益;以湿端横滚角补偿进行接收波束的方位修正,弥补陀螺航向角修正的精度误差,在纵倾6°情况下,能克服最大0.56°的方位修正误差;将仿真结果和有关试验数据进行了分析比较,验证了相控波束稳定方法的工程可行性。     

吊放声纳多处理器并行处理系统硬件设计

本文利用TI公司的TMS320VC5409系统DSP设计了吊放声纳数据处理硬件系统。充分使用DSP上的McBSP,作为多处理单元之间的数据传输通道,构建了硬件系统结构。系统构成简洁、稳定,并具有很好的扩展性和通用性。同时,使用DMA技术,使数据传输完全在后台进行,极大地提高系统的吞吐量和计算能力。系统设计符合现代硬件系统发展方向,可以满足大多数据吊放声纳的处理过程。     

多子阵双站合成孔径声纳成像算法

SAS测绘率是大面积海底测绘的一个重要指标,多子阵的方法已经在常规单站SAS的实际系统中取得了良好的效果。针对双站合成孔径声纳(双站SAS)测绘速率受空间降采样率限制的问题,该本文首先给出了发射站固定的双站SAS模型,分析了该模型双站SAS的测绘率。为了提高双站SAS的测绘率,本文中提出了发射站固定下的多子阵双站合成孔径声纳成像方法,并给出了严格的数学模型,形成了多子阵双站SAS系统设计方案,提高了系统的测绘率。文章最后给出了基于波束形成逐点算法多子阵双站SAS的成像仿真,仿真结果验证了方法的有效性。     

改进的多子阵双站合成孔径声纳成像算法

在常规单站SAS系统中,多子阵技术是提高测绘率的一个有效方法,针对发射站固定的双站SAS模型,多子阵技术同样可以用来解决测绘率与降空间采样率的矛盾,但是当"停-走-停"假设不再成立时,将引入相位误差项,降低双站SAS的成像质量,针对该问题在原有多子阵逐点成像算法的基础上,研究了发射站固定的双站SAS基阵运动引起的相位误差,提出了多子阵双站合成孔径声纳带相位补偿的逐点成像算法,在建立多子阵双站SAS数学模型的同时,形成了新的多子阵双站SAS系统方案设计。并给出了改进的波束形成逐点算法和仿真实验。改进的逐点算法并未改进运算量大小,新方法能够改善成像效果,仿真实验验证了该方法的有效性。多子阵双站合成孔径声纳成像的逐线算法有待进一步研究。     

一种吊放声纳大容量数据存储系统设计方法

为了获得海洋声数据及水下目标回波数据,从而更好的研究及改进吊放声纳系统。利用高速信号处理芯片TMS320VC5509A的特性加上大容量NAND FLASH存储芯片,针对吊放声纳系统的特点,设计了一套实用的高集成度吊放声纳数据记录系统。以提高系统集成度、稳定性作为关键点,从系统结构、硬件设计、存储结构、软件设计等几个方面阐述了设计思路及实现方法。经实际使用证明,整个系统结构简洁,设计合理可靠,使用方便,具有很好的扩展性。     

被动声呐信号检测技术发展

水声信号检测是被动声呐系统进行目标探测所需的重要支撑技术,信号检测的性能直接影响到被动声呐系统对目标探测的能力。对被动声呐信号检测技术的研究情况进行了梳理,将其归纳为基于时域信息的信号检测技术和基于空域信息的信号检测技术两大类。在分析现有技术不足和应用需求的基础上,指出弱信号、低虚警率和有效利用水声传播信息等是被动声呐信号检测技术可能的发展方向。     

参量阵声纳的新应用分析

介绍了近几年国外参量阵技术在浅海探测声纳、吊放声纳、鱼雷自导声纳、浅海水声通讯等方面的应用进展情况。针对频率为30kHz的线性小目标探测声纳,对原频90kHz、差频30kHz的非线性参量阵进行了性能估算,结果表明,参量阵声纳在高混响背景下探测小目标的性能优于线性声纳。文章还分析了参量阵声纳的新应用所面临的一些技术难点,给出了一种相对简单的宽带参量阵的实现方法。