机动小目标的时空联合检测技术

主动声呐信号处理中一般采用匹配滤波和背景均衡等算法检测回波信号,为提高信号的检测性能,还需利用信号与混响和环境噪声在时间、空间上的统计特征差异。文章在对信号的时、空特征算法进行简单描述的基础上,提出了频率能量统计特征和方位能量统计特征,将两种特征检测器的输出进行融合处理构成时、空联合检测器。仿真和试验数据处理结果证明,此方法可有效提高机动小目标在混响及环境噪声中的检测性能。     

一种基于星载多波束天线的单星干扰源定位方法

针对地球同步轨道通信卫星,提出了一种基于星载多波束天线的单星干扰源定位方法。该方法利用星载多波束天线的方向性,通过求解三个波束的等信号强度曲线交点确定干扰源位置。首先,估计干扰信号在多波束环境下的强度分布;其次结合天线方向图的数学模型,建立关于干扰信号链路计算的方程组;最后求解该方程组实现干扰源定位。采用上述单星定位方法对地面干扰源进行了定位仿真,结果表明了该方法的有效性。     

一种超声换能器阻抗匹配的研究

为了便于探鱼声纳更好的应用于小渔船,其换能器基阵应简易轻便,易于安装,因此把换能器的匹配网络放在干端,减小换能器基阵的体积与重量。为解决长线传输过程中换能器的阻抗匹配,提出了一种匹配方法,在实际应用中很好地解决了超声换能器的宽带阻抗匹配。     

噪声干扰对被动声呐系统的影响及仿真分析

在从信号处理的角度,就干扰信号对被动声呐系统的目标信号检测、目标方位估计、接收系统饱和等方面的典型情况进行了仿真分析,定义了噪声掩盖比、方位偏离度、噪声阻塞级等参数,用以表征干扰信号对被动声呐系统的影响,并给出了典型的仿真结果。     

一种用于声呐发射机的超级电容被动均压简易实用电路

超级电容器的性能不一致性会造成处于串联模式的电容组中个别电容器首先发生过压失效,进而加速整个储能组的失效。现有的均压电路一般工作在线性状态,电路也较复杂,不便于调试和生产。介绍了一种仅由5个元器件组成的简易、实用、高效的开关型被动均压电路,分析了其工作原理及均压特性。该电路在声呐发射机的储能电源中可长期使用,很好地保护了超级电容组。     

多束流电子束薄板焊接应力变形数值模拟

为了减小薄板结构的焊接变形,基于电子束高频偏转扫描技术在焊缝两侧添加辅助扫描热源实现了多束流电子束焊接及焊前预热. 建立了矩形均匀加热辅助热源模型,采用热弹塑性有限元分析方法对1.5 mm厚304不锈钢薄板进行多束流电子束焊接数值模拟,并进行了试验验证. 结果表明,焊后残余应力和变形的实测结果与模拟结果吻合良好,多束流电子束焊接方法不仅可以改变熔池前方材料的受力状态,而且可以减小熔池形成瞬间熔池前方材料的压应力峰值,有利于减小熔池的前方压缩塑性应变,进而减小薄板结构的焊接变形.     

利用测深侧扫数据和明暗恢复形状方法实现地形修正

一般的测深侧扫声纳应用中,单独利用回波数据的幅度信息或相位信息获取侧扫图或测深图以展示海底细节特征。为提取侧扫数据中的微地貌信息,实现更高精度的海底地形探测,提出了两步循环迭代算法:首先利用原始测深侧扫结果数据对散射模型进行最优拟合,其次,引入亮度误差修正因子,改进从明暗恢复形状算法并迭代地形,保证其快速稳定的收敛,最终通过循环迭代获取了海底底质参数和精度更高、与真实地形起伏相关性更强的地形深度值。同时,利用Jackson海底散射模型,模拟测深侧扫声纳信号的发射接收过程,并利用其回波数据,验证本迭代算法的正确性和有效性。结果表明:该方法可以有效地修正地形,且接收信噪比越高,地形修正效果越好;在信噪比为20 d B时,相比于原始测深结果,修正后地形起伏相关系数提升52. 4%,地形误差绝对值降低37%。最后,将该算法应用于测深侧扫声纳数据,通过修正前后地形图的对比分析,验证了本算法的可行性和有效性。     

基于改进型巴特勒矩阵的短波8元圆环阵列多波束技术研究

传统短波接收天线为单一的波束指向天线或全向天线。为提高接收天线增益,同时产生多个波束指向不同方向,提出利用巴特勒矩阵作为短波接收天线阵的无源波束形成网络。在传统8×8巴特勒矩阵结构的基础上,设计改进型8×8巴特勒矩阵。以均匀8元圆环阵列为天线模型,利用FEKO仿真分析了其天线特性。在3~11 MHz频段内,P2、P3、P6、P7四个端口分别在202.5°、292.5°、112.5°、22.5°方向上得到了方向性较强的单一波束,7 MHz时波束增益达到最大11.9 dBi,波瓣3 dB宽度平均为60°;在P1、P4、P5、P8端口产生相同的2个波瓣,7 MHz时其波束增益达到最大9.8 dBi,波瓣3 dB宽度平均为89°。由以上仿真分析得出,该改进型8×8巴特勒矩阵能够同时产生6个波束,波束覆盖8个方向,提高了波束的方向性,提高了天线增益。     

钻孔灌注桩桩底溶洞声呐探测方法及应用研究

钻孔灌注桩桩底溶洞的存在给在建工程和周围建筑造成重大影响。由于钻孔灌注桩需要泥浆护壁,现行的物探方法很难在钻孔灌注桩的泥浆内对桩底溶洞进行有效勘查。结合声呐应力波传播特点,提出一种钻孔灌注桩桩底溶洞声呐探测方法,并研发桩底溶洞声呐探测仪(JL-SONAR)和信号分析软件(PBCA)。JL-SONAR探测仪实现了现场声呐信号的发射与采集,PBCA软件完成了探测数据的分析与整理。该技术充分利用钻孔灌注桩的泥浆条件,可以在成孔过程中跟踪探测桩底10 m内溶洞发育情况,具有成本低、速度快、精度高等优点。并通过2个具体工程案例验证了声呐探测技术在实际工程中的应用。研究成果对岩溶地区尤其是液态环境下的溶洞勘查提出了一种新的解决方法。     

基于GeoDatabase的侧扫声纳数据库的构建

通过对侧扫声纳各类数据的特点分析及用户需求分析,基于ERSI公司推出的GeoDatabase模型,采用UML和Case工具,后台采用Oracle10g和ArcSDE建立侧扫声纳数据库,将侧扫声纳调查过程中获取的所有矢量数据、栅格数据、属性数据以及经过加工处理后的各类数据、成果数据、元数据存储在统一的数据库中,通过建立数据库的空间关系、开发数据库查询检索功能,建立标准化数据库管理模式,满足用户对侧扫声纳数据的多样化查询检索和空间分析需求,实现侧扫声纳数据的科学化、标准化和可视化管理。