拖线阵声呐若干信号处理问题分析

研究分析了拖曳式线列阵声呐（包括单线阵和多线阵）的有关信号处理方法及其性能,包括阵增益、宽带指向性函数、方位估计的性能限、目标左右舷分辨以及对模型误差宽容的波束形成方法等。指出单线阵的阵增益和方位估计精度是一个重要指标,利用多线阵的水平孔径可以区分目标的左右舷方位。结合拖线阵的湖、海试实验,说明拖线阵信号处理的工程应用情况。     

密集拖线阵分步波束形成试验研究

本文给出对基元密排拖线阵进行分步波束形成与子阵处理得到的湖上拖曳试验主要结果,并和理论值作了比较.试验结果证明理论模型是正确的,本方案在工程上是可以实现的,必要的水下电子部件的体积和重量可控制在线阵组装的允许范围之内,能达到良好的可靠性:和标准方案相比,本方案的试验阵系统,信噪比增益改善9.5dB,系统品质因数提高了17.5dB.     

拖线阵自适应本舰噪声抵消系统

本文根据自适应噪声抵消的基本理论和拖线阵本舰噪声的时空特性,提出一种利用端射波束作参考、采用最小二乘格形算法的拖线阵自适应本舰噪声抵消系统模型。理论分析和计算机模拟表明,本系统是一个较理想的次最佳本舰噪声抵消模型。本系统对实际拖线阵试验数据的处理亦取得了较好的效果。     

被动拖曳线列阵机动过程中的频域宽带波束形成

为了进一步提高拖曳线列阵水下工作性能,首先通过对拖曳线列阵机动(转弯)过程建模,并根据所建模型计算出各阵元的实时位置,再推导畸变阵的频域宽带波束形成,并通过仿真实验对该畸变阵波束形成理论进行验证。同时,根据实际情况的偏差分析,比较估计阵形误差大小对目标检测效果的影响,并分析其在工程上的可行性。     

航向传感器应用于拖曳线列阵声呐的性能分析

拖曳线列阵声呐大多采用航向传感器作为获取拖线阵运动方向信息的手段,由于拖线阵所在空间磁场环境复杂,航向传感器在拖线阵内的姿态也会对输出信号造成影响,使得航向传感器的输出值与真实方位偏离较大,影响了其在拖线阵中的应用。文章分析了影响航向传感器输出准确性的各种因素,针对拖线阵特殊的应用环境,提出了正确使用、校准航向传感器的方法。     

拖线阵承受机械牵引力的理论分析

通过理论计算，分析影响拖线阵承受外牵引力能力的结构因素，给出拖线阵最大允许牵引力的计算方法，提出改进拖线阵结构的措施。     

大孔径拖线阵数据采集的同步技术研究

介绍了一种应用于大孔径拖线阵的数据同步采集方法,并搭建测试平台,试验结果表明该方法能有效保证阵元数据之间的相位一致性。     

密集拖线陈分步波束形成试验研究

本文给出对基元密排拖线阵进行分步波束形成与子阵处理得到的湖上拖史试验主要结构，并和理论值作了比较。试验结果证明理论模型是正确的，本方案在工程上是可以实现的，必要的水下电子部件的体积和重量可控制在线阵组装的允许范围之内，能达到良好的可靠性；和标准方案相比，本方案的选择阵系统，信噪比增益改善９．５ｄＢ，系统品质因数提高了１７．５ｄＢ。     

潜用拖线阵初始放缆技术仿真试验研究

潜用拖线阵通常是依靠绞车的控制自动地从舷侧的导管进行收放。初始放缆是潜用拖线阵声呐的一项关键技术。本文对初始放缆问题进行理论分析和仿真试验研究，结果两者符合得比较好。     

国外潜用拖线阵收放系统简介

根据现有的技术资料，对国外几种典型的潜用拖线阵声呐收放系统的基本原理和特点进行了介绍和分析。     

孔径扩展的一种改进算法

针对扩展拖曳阵尺寸算法进行阵列扩展中存在的重叠阵元位置约束问题,提出了一种基于扩展拖曳阵尺寸算法的改进阵列扩展算法。该算法通过在测量间隔内增加快拍获取时域信息,再将重叠相关器提供的孔径域相位信息平均化处理,获得相位修正因子补偿拖线阵连续测量的相位差,实现孔径扩展。该方法能够在未知源的先验信息和连续测量中阵元的空间位置不重叠情况下实现孔径扩展。仿真和实验结果表明,该方法能有效扩展阵列孔径,准确估计信号到达角。针对较低信噪比信号,该方法能够获得比扩展拖曳阵尺寸算法更好的相位估计和方位分辨性能。     

拖线阵声纳数字式水下数据高速传输的设计

通过拓扑结构的分析,提出了一种针对拖线阵声纳的数字式水下数据高速传输的方案;介绍了水下数据传输节点的总体设计,并详细地介绍了HOTLink发送接收控制器的设计;然后设计了基于伪随机序列码的误码分析仪,并用其测试了水下数据高速传输节点的误码率。误码测试结果和性能比较结果表明该方案切实可行,并能够方便地实现小型化。     

利用多普勒信息判断单线阵低速目标左右舷的方法研究

采用常规单线拖曳阵列作为双基地主动声呐的接收平台时,会存在左右舷模糊。常规左右舷判决方法需要声呐探测平台进行转弯等复杂机动,目标定位与跟踪的实时性和连续性难以保证。文章对利用回波多普勒效应实时判断低速目标左右舷的方法进行了研究,给出了目标低速运动的条件,并分析了多普勒响应可分辨特性与声呐平台位置、运动状态的关系。通过仿真实验验证了该方法的可行性与有效性。海试数据处理结果表明,声源船仅具漂流速度时即可通过回波多普勒信息有效判别静止浮台目标的左右舷。该方法可以作为双基地主动声呐探测与定位系统中的辅助手段。     

矢量拖曳阵水听器流噪声探讨

拖曳阵声纳的左右舷模糊是实际应用中需要解决的问题。采用矢量水听器可以较好地解决此问题。采用波数．频率谱方法讨论同振柱形矢量水听器的流噪声。根据圆柱套管外壁湍流边界层的特点和同振柱形矢量水听器的工作原理,导出矢量水听器的声压通道和振速通道的噪声功率谱。通过数值积分法估计了流噪声功率谱与护套尺寸、水听器尺寸和拖曳速度等参数的关系。针对同振柱形矢量水听器的特点,所得结果有实际参考价值。     

基于多普勒-随机共振技术的高精度阵形估计系统研究

潜用拖曳线列阵声呐在拖曳过程中,随着潜艇的运动状态变化,其线阵阵形会产生一定的畸变。速度越慢,其畸变幅度越大。阵形畸变,将影响声呐的探测性能。为有效提高拖曳声呐的探测能力,需对阵段不同拖曳状态进行阵形变化研究。基于以上研究需求的基础上,使用随机共振技术和阵元多普勒频移特性,在实验室或湖上构建了阵形估计系统,该系统可对不同拖曳状态的测试阵段实时地精确估计阵形,满足拖曳线列阵声呐阵形估计技术研究的需求。     

一种被动拖曳声纳阵列信号模拟器设计

声纳基阵信号模拟器是一种实用的可仿真实际检测目标及使用环境的阵元级信号发生器。设计的被动拖曳声纳阵列信号模拟器,仿真了拖曳阵的拖船干扰时域信号和空间传播特性、目标辐射信号以及环境噪声。通过预设定拖船干扰宽带功率谱,以AR模型拟合该功率谱,利用海底、海面对声场的一次反射作用仿真了拖船干扰的空间多途信道。采用插值滤波器,解决了宽带信号阵元间延时的时延精确控制问题。     

拖曳线列阵声纳护套用聚氨酯的声学性能及材料体系

流噪声是影响拖曳线列阵声纳信噪比的一种主要自噪声。首先通过介绍湍流边界层脉动压力的产生及其对护套的作用方式，探讨了拖曳线列阵声纳护套内流噪声的产生机理；其次通过分析聚氨酯（PU）的透声和降噪机理，讨论了PU的声学性能；最后从PU单一体系和互穿聚合物网络（IPN）两个方面，分析比较了护套用PU的材料体系。     

拖船噪声对拖线阵声呐的干扰特性分析

针对拖船自噪声影响线列阵探测性能的问题，文章研究了浅海和深海环境下线列阵对拖船自噪声的波束响应。仿真结果表明，浅海环境下拖船自噪声会在0°~20°的方位区间内产生干扰，深海环境下会在0°~20°和60°~90°两个方位区间内产生干扰，并给出了最大波束响应偏离端射方向和深海环境下远离端射方向干扰出现的主要原因。海试数据处理结果证明，深海环境下拖船自噪声确实会在相应的方位区间内产生干扰。拖船干扰在不同环境下特性分析的结果有望应用于拖船自噪声抑制算法的研究。     

压电水听器线阵与DFB光纤水听器线阵的分析

分布反馈式(Distributed Feedback,DFB)光纤激光水听器因其多方面优越的性能近些年发展迅速,国内已对由其组成的线阵进行了成功的湖试.为检验更大规模DFB光纤激光水听器线阵的实用性能及与传统压电水听器线阵的性能区别,在某湖进行了实验,获得了传统压电水听器线阵和8元DFB光纤水听器线阵的相关数据.分析了...     

线列阵声纳近场常规波束形成的理论性能

研究了线列阵声纳应用常规波束形成方法进行目标被动定位的理论性能。在反潜战中,重型热动力鱼雷是潜艇面临的重要威胁。为对鱼雷实施被动定位,推导了常规波束形成方法目标被动定位的渐进方差,并与克拉美-劳下界进行了比对分析。此外,通过数值方法研究了信号强度、目标位置、基阵孔径和积分时间等参数对被动定位性能的影响。结果表明：应用现有的声纳设备（如潜艇舷侧阵）来解决中等距离的鱼雷被动定位问题是完全可能的。