水下多层结构目标体的高频回声特性研究

水下装置很多都是多层结构。为准确预报其高频回声特性,提出平面元方法结合基于传递矩阵的多层结构反射特性计算方法的混合方法研究水下三维多层结构目标体的高频回声特性,并研究多层圆板、圆球和有限长圆柱等水下多层结构三维目标体的回声特性。计算结果表明,水下目标体的第一Fresnel波带表面的曲率变化平缓时,采用的方法和局部反应表面处理方法的结果是基本一致的。而第一Fresnel波带表面的曲率变化不平缓时,方法的计算结果更符合实际声学特性。     

非高斯水下噪声中微弱线谱信号的符号函数型随机共振检测

采用符号函数作为随机共振模型，对非高斯水下噪声环境中的信号检测进行研究，分析了其检测性能。与Langevin型的随机共振相比，该模型具有更高的局部信噪比增益和更宽的频率适应范围。数值仿真表明，噪声的非高斯性越明显，符号函数型随机共振系统的性能表现越优异。由实测数据对所采用的随机共振的有效性进行了验证。     

Matlab/Simulink在空投水雷水下弹道仿真中的应用

提出了基于MATLAB/S imu link的空投水雷水下弹道仿真方法,分析了特定空投水雷水下运动时的受力情况,给出其水下空间运动弹道的数学模型,利用MATLAB软件强大的求解偏微分方程功能以及其S-function扩展能力,完整地构建了基于MATLAB/S imu link的空投水雷水下弹道仿真系统,并采用此仿真系统对空投水雷在特定初始条件下的水下弹道进行了仿真和分析。仿真结果很好地反映了空投水雷入水后的无动力运动的水下弹道特点,证明基于MATLAB/S imu link的空投水雷水下弹道仿真方法是有效可行的。     

方位时延的TMA算法及其可观测性研究

设计了一种新型的水下被动目标运动分析系统,以测得的方位序列和到达不同传感器的时间延迟为基础,建立了状态方程和观测方程。利用非线性系统的可观测性定理分析了该系统,得出了基于方位时延量测水下被动TMA系统的可观测性结论并分析了可观测度。运用扩展卡尔曼滤波算法,对被动定位性能进行了分析。通过计算机仿真实验,验证了得到的可观测性结论。仿真结果同时也表明,该水下被动TMA系统具有收敛速度快、精度高、稳定性好等优点,有着良好的应用前景。     

瞬态信号的双树复小波Power-Law检测

为克服离散小波变换平移不变性差的不足,通过构造的Hilbert变换对滤波器组,实现了双树复小波变换.建立了基于复小波变换系数的Power-Law检测器.推导了检测统计量的渐近性能和偏移系数,由输入信噪比损失给出了检测器参数的选择方法.利用仿真与实测数据进行了试验,并与基于离散小波变换的Power-Law检测器进行了比较.本文提出的小波方法能很好实现平移不变性,建立的检测器具有更大的偏移系数,在相同的信噪比和虚警概率下能够得到更高的检测概率.     

静态随机共振的非高斯噪声中瞬态信号小波域Power-Law检测

研究非高斯噪声中微弱瞬态信号的检测。利用静态随机共振方法对微弱信号进行处理,使瞬态信号的信噪比得到增强。在小波域建立了新的Power-Law检测器。通过仿真实验对比发现,在相同的信噪比和虚警概率下,采用提出的方法可以得到更高的检测概率。     

纯方位被动目标运动分析的修正增益卡尔曼滤波算法研究

通过对滤波状态协方差估计的修改,将水下纯方位被动目标运动分析中的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法改进为修正增益扩展卡尔曼滤波(MGEKF)算法,并指出了两者的联系与区别。对比仿真分析表明,MGEKF较之EKF滤波效果有所改善,增强了稳定性,提高了精度,为水下纯方位被动目标运动分析的实现提供新的途径。     

利用声强工作的水雷引信

提出了一种新型的水雷声引信，该引信使用的是水下声经矢量而不是以前通常使用的声压，并且采用双水听器信号的互谱方法测量水下声强矢量，这使得引信能够利用更多的舰船目标信息，其结果是该引信在目标的定位和识别方面具有显著的优势。     

基于Langevin型随机共振的水中目标线谱检测

将Langevin型双稳态随机共振系统应用于水声时变线谱信号的检测，提出了设计水声线谱检测系统可以利用的外在参数。在水听器端建立了时变线谱模型，考查了随机共振系统对水声环境的适应能力。实验发现在信噪比变化、声压起伏、线谱漂移等情况下，系统都能较好的工作，为水声领域新型线谱检测系统的设计提供了依据。     

水雷总体的声学问题

提出了水雷隐身的总体声学问题概念。通过对水雷声隐身的两种手段：壳体上涂涂层和改变外形进行比较，发现隐身的关键在于外形设计。讨论了改变水雷外形以降低其目标强度（TS）途径，分析了几种不同水雷外形对声纳探测距离的影响，认为改变水雷外形是降低声探测距离的有效手段。