双基地声纳海底混响面元划分与建模

鉴于影响双基地声纳性能主要因素之一的混响面元的划分和计算的研究少有公开报道,提出一种双基地声纳海底混响区域的面元划分方法,建立了基于SSA海底散射强度模型的双基地声纳海底混响模型.仿真结果表明该方法能够对产生混响的海底区域进行有效地估算,并得到双基地声纳海底混响随时间的变化趋势,为双基地声纳系统的性能评估和合理配置、使用提供了有效的模型.     

水下爆炸对抗鱼雷声纳效能分析

水声对抗中由于战术使用及作战态势的复杂性,使得水下连续爆炸对抗鱼雷声纳的效果难以评估.本文分析了水下连续爆炸对抗鱼雷声纳的原理及其对抗主动、被动声纳的模型,针对有无水下爆炸干扰的2种情况,建立了主动声纳探测模型,并且根据模型求解了在不同频率、不同装药量下主动声纳的探测距离,然后以探测距离平均缩减量及平均缩减率为准则,运用仿真判断对抗效果,分析了有无水下爆炸声干扰时主动声纳探测距离随频率、装药量的变化规律.     

双基地声纳混响建模分析

在浅海环境下,混响是影响双基地声纳系统性能的主要因素,基于双基地声纳的几何特点,对接收端的混响进行了建模,并在接收端具有指向性的条件下,得出了混响面积以及接收端信混比的计算公式,对不同条件下接收端的混响强度以及信混比的变化进行了仿真分析,得到了不同条件下双基地声纳接收混响强度与收发位置、信号脉宽以及接受指向性的关系。     

声诱饵干扰主动声纳浮标声探测效能分析

根据主动声纳方程和声探测效能,建立了主动声纳浮标的探测概率模型,研究了声诱饵作用时主动声纳浮标的有效探测距离和定位精度,得出了声诱饵干扰主动声纳浮标的仿真结果。仿真结果表明,声诱饵对抗主动声纳浮标具有一定的效果。     

基于联合制导方式的潜射反主动声纳鱼雷探讨

针对现行潜射反舰鱼雷制导方式受海洋环境的影响,潜艇攻击距离和鱼雷自导距离被制约的问题,借鉴反辐射导弹的设计理念,提出了一种基于对目标探测信号的测量和其他组合联合制导的新型鱼雷制导方式。采用这种自导方式的反主动声纳鱼雷,以反潜舰艇和鱼雷发出的主动声纳脉冲信号为导引源,对目标实施硬杀伤。探讨了联合制导方式下,反主动声纳鱼雷的设计原理及技术特点,并假想了其作战流程。分析表明,反主动声纳鱼雷的作战特点符合实际攻击和作战需要,具有较好的应用前景。     

远程鱼雷目标主动声纳探测性能分析

以潜射鱼雷的浅海作战应用为背景,结合3种典型水文条件,计算了鱼雷舷侧阵声纳对中频主动声纳信号的作用距离和测向误差。计算结果表明,在潜艇反舰作战中,利用水面舰艇发射的主动声纳信号,潜射鱼雷的舷侧阵声纳可实现目标的远程被动探测;而当目标可探测时,鱼雷舷侧阵声纳具有较高的目标测向精度,一般可满足鱼雷远程自导导引对测向精度的要求。     

被动声纳探测距离空间分形特征研究

根据分形理论,借助于GIS技术的支持,以一定优质因子条件下声纳探测距离为例,以声纳探测距离等值线为研究对象,对以往研究少有涉及的声纳探测距离等值线的分形性质进行了探讨,得出声纳探测距离等值线具有分形特征的结论,为描述声纳探测距离提供了新的参数,从而为声纳探测距离的预报提供了一种新的理论方法.     

基于海豚whistle信号的仿生主动声纳隐蔽探测技术研究

为解决主动声纳系统易暴露、隐蔽性差的问题,提出一种基于海豚whistle信号的仿生主动声纳隐蔽探测技术。在发射端将线性调频探测信号隐蔽在海豚whistle信号中,设计了一种主动声纳的仿生隐蔽探测信号,该信号与海洋中的海豚哨叫声十分相似,可以利用海洋中的生物环境噪声实现主动声纳的隐蔽探测。在接收端选用自适应相关器作为主动声纳的时域处理器,自适应相关器对海洋环境有较强的匹配适应能力,可以自动匹配海洋信道,有效抑制多途扩展损失,相较匹配滤波器有更高的信噪比处理增益,有助于实现远距离探测。仿真和海试结果表明,基于海豚whistle信号的仿生主动声纳隐蔽探测技术具有良好的隐蔽性和有效性。     

双基地声纳探测范围分析

双基地声纳在一定程度上综合了单基地主动和被动声纳的优点,具有扩大探测范围的优势,但并不能够在全方位上都获得探测距离优势,在某些方位上甚至不如等效单基地声纳。在双基地声纳系统中,根据能量关系推导出双基地声纳系统最大可探测范围的数学模型,并进一步定量分析了基线长度、等效半径与探测范围和各个方位上的探测距离的关系,提出了优势区域、优势角的概念。在此基础上,给出了不同情况下双基地声纳的几种优化使用配置方案。     

基于巴宾奈特原理的双基地声纳前向探测方法

当物体靠近双基地声纳基线时,由于直达波的干扰,声纳系统存在检测盲区,因此提出基于巴宾奈特原理的双基地前向探测方法,其原理是在盲区对前向散射信号进行长时间的累计检测,实现双基地盲区检测。理论上推导出的水下前向散射目标强度的计算公式与旋转椭球体目标强度的经验公式一致。仿真表明前向散射信号强度呈眼状分布,讨论了利用对前向散射信号进行时间累计探测低速运动目标的可行性。     

几种主动声呐信号抗混响性能分析

根据声呐方程与模糊度函数分析了CW、LFM与SFM等3种主动声呐波形的抗混响性能,结果表明不同多普勒情况下应采用不同发射波形。湖上静态混响测试试验验证了静止或低多普勒情况下LFM信号抗混响能力最优的结论。本项研究为主动声呐发射波形选择提供了依据。     

浅水低频主动声呐数据的探测和跟踪技术

低频主动声呐(LFAS)系统受到浅海海域混响的影响。声音与海底的相互作用引起大量的声呐接触,从而导致高虚警率。提出了一种能够减少由静止物体或噪音引起的声呐接触的分类运算法则,该分类运算法则用于收集海上试验数据。运用接收器工作特性曲线来评价该运算法则的性能。此外,在对数据进行分类计算前后,采用多假设跟踪算法处理。     

低截获主动声纳信号特征研究

为正确设计低截获主动声纳的信号,在推导声纳截获概率因子方程的基础上,对低截获主动声纳信号,从低频、大时宽带宽积、复合码制、随机或非线性、时频捷变、能量效率等6个角度分析了信号的特征。结果表明,采用低频、宽带、符合编码脉冲串信号以及低功率发射是提高主动声纳低截获性能的重要手段。     

水下主动声引信回波集成检测方法

针对水下主动声引信在复杂的自然干扰下难以准确检测的问题,结合目标回波信号与混响等干扰的各种宏观和微观信息,一方面利用改进的经验模式分解方法对引信系统接收的原始信号进行处理,得到不同模态的本征模式分量,以实现目标回波与混响的分离;另一方面利用本征模式分量得到瞬时频率方差检测统计量和能量检测统计量,将瞬时频率方差检测统计量和能量检测统计量进行组合,构建集成检测器,实现对水下主动声引信的优化检测。试验结果表明,与基于常规能量检测和瞬时频率方差检测方法相比,该方法具有更好的检测性能。     

新概念认知声纳初步研究

传统主动声纳系统在处理目标反射回波时,没有考虑到声纳接收机感知的环境信息和目标特性的先验知识对发射机的影响,发射信号参数固定,因此很难获得理想的探测结果。本文通过对声纳基本原理和关键技术的深入研究,受蝙蝠回声定位系统的启发,从理论上提出了一种基于知识理论的智能声纳系统方案——认知声纳。它能够根据环境变化和对目标特性的先验知识对发射机和接收机进行联合自适应控制,使声纳系统工作处于最优状态,提高对水下目标信号的探测和识别能力。     

不确实波导环境下基于子空间建模的恒虚警检测方法

浅海主动声纳检测与估计面临的主要问题是不确实浅海信道导致的回波信号不确实和混响干扰。为此,本文提出一种子空间回波信号的恒虚警( CFAR)检测与估计方法：对不确实浅海波导中的回波信号采用子空间信号建模方法;将混响干扰建模为一种类信号干扰,基于广义似然比检验( GLRT)的思想,将混响相关矩阵的最大似然估计代入到似然比检测中,由于GLRT具有恒虚警特性,最终得到子空间回波信号的恒虚警检测器。通过仿真和实际数据处理分析表明,这种子空间回波信号恒虚警检测器对不确实信道具有很好的相干匹配能力,对信道不确实性具有较好的宽容性,能得到较好的脉冲压缩效果,提高目标位置估计精度。较之常规匹配滤波器,其检测性能可提高1—2.5 dB.     

潜用干扰器对抗舰艇主动声探测的建模及仿真

目前在使用噪声干扰器进行仿真时,声纳波束旁瓣对干扰器干扰效果会产生影响,而且在水面舰艇和潜艇的机动中一般使用平均加速度旋回模型或者先旋回后加速模型,准确度不高,本文针对以上问题,在仿真过程中增加了声纳旁瓣对噪声干扰器的影响,改进了水面舰艇和潜艇的机动模型,增加了潜艇变速过程中的电量消耗模型,并把潜艇的对抗时间和电量作为衡量指标,搭建了潜用干扰器对抗舰艇主动声探测仿真的框架,设计了仿真流程,仿真结果与已有试验数据相符。