新世纪鱼雷技术发展趋势研究（续）

3.2 鱼雷自导技术 高技术海战对鱼雷自导系统提出了增大微弱信号探测能力和作用距离,提高目标参量估计精度,增强目标识别和反对抗能力,实现精确导引的要求。由于还没有一种物理场比声场在水中具有更远的传播特性,因此鱼雷自导将继续以声自导为主,其性能的提高取决于声自导技术的发展。在诸多自导关键技术和新技术中,特别值得一提的是低频声自导、尾流自导以及目标自动识别技术。     

声自导鱼雷几何作用距离预报系统设计

为预报声自导鱼雷在不同水文条件下的几何作用距离,提出了运用声线密度判定几何作用距离的方法.该方法基于声波在水中传播的Snell定律,利用水中各线性分层间不同的声速梯度,绘制声线图,建立了几何自导作用距离的数学模型,并通过声线密度对几何作用距离进行预报,设计了声自导鱼雷几何作用距离预报系统,并通过系统软件实现了其功能,经测试,该系统在海上试验中取得了良好效果.     

反鱼雷鱼雷拦截概率影响因素仿真分析

为研究影响反鱼雷鱼雷拦截概率的主要因素,根据想定的反鱼雷鱼雷拦截态势建立了鱼雷弹道模型以及舰艇规避模型,通过仿真计算,定量分析了探测误差、自导作用距离和自导扇面角对反鱼雷鱼雷拦截概率的影响。仿真结果表明,提高对来袭鱼雷的定位精度,增大反鱼雷鱼雷自导作用距离和自导扇面角,可以有效提高反鱼雷鱼雷拦截概率。     

鱼雷声自导作用距离影响因素仿真分析

依据对鱼雷主被动声自导探测模型的研究,分析了影响声自导作用距离的主要因素,并对可影响鱼雷主被动声自导作用距离的相关参量进行仿真研究,探讨了一种通过合理选择鱼雷参量以提高声自导作用距离的方法。文中的研究对声自导鱼雷研制中提高战技指标以及鱼雷的作战使用研究均有一定的参考价值。     

反鱼雷鱼雷自导方式研究

针对反鱼雷鱼雷自导探测问题,根据反鱼雷作战需求和目前技术水平,提出了反鱼雷鱼雷各种可能的自导方式：主动自导方式、被动自导方式、脉冲侦察自导方式、多基地自导方式和诱骗自导方式,分析了各种自导方式的特点并估算了自导作用距离。认为,反鱼雷鱼雷应根据不同的装备平台采用相应的组合自导方式,以达到最佳的对抗效果。装备于潜艇的反鱼雷鱼雷宜采用“远程脉冲侦察自导方式＋近程被动自导方式”或者“远程脉冲侦察自导方式＋近程诱骗自导方式”的组合自导方式;装备于水面舰艇的反鱼雷鱼雷宜采用“远程多基地自导方式＋近程被动自导方式”的组合自导方式。该研究结果可为部队使用反鱼雷鱼雷提供参考。     

一种具有舷侧阵自导鱼雷的弹道设计与仿真

舷侧阵自导鱼雷改变了以往前视自导系统的工作频率、阵列孔径、自导作用距离以及目标识别方式的限制,具有自导作用距离远、探测目标能力强的特点.针对舷侧阵自导系统探测范围为鱼雷两侧扇面,而鱼雷正前部扇面是舷侧阵自导系统的探测盲区的特点,给出了舷侧阵自导鱼雷弹道设计的数学模型,首次研究了舷侧阵自导鱼雷的搜索、跟踪、导引及攻击命中...     

机动规避条件下尾流自导鱼雷射击瞄点选取方法

随着鱼雷报警能力的提高,水面舰艇实施机动规避可有效对抗尾流自导鱼雷。针对典型规避方式,仿真了不同瞄点下水面舰艇成功规避的临界鱼雷报警距离。仿真结果表明,临界报警距离与来袭鱼雷方位角有关,且随比例系数k的增大而增大。因此,射击瞄点的后移可提高尾流自导鱼雷对机动规避方式的反对抗效果。     

各国鱼雷荟萃

鱼雷是进攻性水中兵器,由潜艇、飞机和水面舰艇发射,具有反潜反舰能力。第二次世界大战结束前,鱼雷主要执行反舰使命,并在历次海战中有良好的战绩。战后,鱼雷的主要使命转向反潜,由于它具有水下机动能力和自导能力,因而取代了深水炸弹,成为最主要、     

实战背景下的鱼雷声自导系统

针对声自导鱼雷在实战攻击中常会遇到其他物体的水中爆炸这一情况,通过研究水中爆炸的基本现象,系统地分析了水中爆炸对鱼雷声自导系统的影响。     

基于MATLAB的反鱼雷鱼雷固定提前角导引弹道仿真

介绍了基于Matlab/Simulink的反鱼雷鱼雷固定提前角导引弹道的仿真方法。根据固定提前角导引规律,给出了反鱼雷鱼雷导引系统的数学模型,采用Simulink建立系统的仿真模型并进行仿真计算。仿真结果表明基于固定提前角导引法的反鱼雷鱼雷自导系统具有较高的追踪效率;提高反鱼雷鱼雷速度能缩短自导时间;根据来袭鱼雷方位选取合适的提前角和发射角能够有效提高拦截效率。     

一种基于瞬时频率估计的被动声学测距方法

本文提出了一种基于瞬时频率估计的被动声目标运动的参数估计及测距方法 ,并给出了误差分析及仿真结果。该方法克服了基于时延估计的小尺寸基阵被动测距方法误差大的困难 ,特别适用于单传感器及小尺寸高精度的被动声学探测系统。     

谐波集(HS)检测算法在直升机目标声探测中的应用

利用单个被动声传感器的声信号进行直升机目标检测，介于直升机声信号的功率谱是由一系列强相关的谐波分量叠加于宽带随机分量组成，着重研究在频域中的谐波集(HS)检测并给出详细算法。通过大量实测信号的测试表明，该方法对于不同飞行状态和距离下的直升机均有较强的检测能力，而且可以进一步为直升机目标识别分类提取有效的特征量。     

垂直矢量阵声图被动定位技术研究

在近场条件下,应用垂直矢量阵声图被动定位技术,能有效地抑制海洋多途影响,测定目标距离。由于垂直声压阵的自身指向性问题,无法测定目标方位,故讨论了垂直矢量阵的声图被动定位方法,利用矢量阵的指向性优势来获得声图测量的精确被动定位结果。仿真对比分析了水平阵与垂直矢量阵在多途条件的声图测量效果,此外,给出了单双目标2种情况下的垂直阵声图测量结果。研究发现:垂直阵声图测量由于物理优势比水平阵具有更好的抗多途性能,采用矢量阵可以克服声压阵的指向性缺陷测定目标方位,因而在多途海洋环境中利用垂直矢量阵进行近场目标被动定位具有可行性。     

基于质点振速测量的低空目标定向算法研究

声测被动定向是声学监视技术的重要研究内容。为实现对低空运动目标的声学监视,提出一种基于声矢量传感器原理的被动定向方法,推导出基于质点振速测量的定向算法,采用实测噪声信号对定向算法进行数值仿真,结果表明：当传感器尺寸为0.3 m、信号信噪比为0 dB时,定向精度在2°以内。通过外场实验,研究该传感器的质点振速指向性,得到了其质点振速指向性图,该传感器具有较好的空间指向性。外场实验证明：该定向算法具有较高的定向精度,能够用于低空目标的声测被动定向,有较好的应用前景。该研究成果可直接周于空中运动目标,如飞机、导弹和无人机等目标的声测被动定向。     

基于MEMS 和静电探测技术的新型复合引信

为解决有效转换成为快速作战的最大瓶颈问题,研制一种新的能满足小口径对空武器发展需求的复合引信。通过对近代小口径对空武器毁歼目标机理的分析,依据提高小口径对空武器毁歼目标概率的有效方法,基于高g值MEMS(micro-electro-mechanical systems)传感器及被动式静电探测技术,阐述MEMS传感器及静电探测技术在复合引信中的应用,并描述其工作机理和方法。结果表明,该复合引信能有效提高小口径对空武器的作战性能。     

鱼雷被动检测的盲分离对抗干扰方法

近年来由于海洋环境噪声级的不断提高,目标隐身性能以及水声对抗能力的不断提升,使得鱼雷被动目标检测方式的有效性受到极大的挑战。为了解决被动目标检测的抗干扰问题,采用近年来发展起来的盲信号处理方法,利用目标信号与干扰相互统计独立的原理,将目标与干扰盲分离,从而实现在强干扰条件下的被动抗干扰目标检测;在生成目标辐射噪声与模拟辐射噪声、冲击以及扫频干扰信号后,建立了多重干扰条件下的含噪信号混合模型,然后采用4种复盲分离算法进行了被动目标盲分离抗干扰仿真试验,并作了对比分析。仿真结果表明,通过盲分离方式可以有效地实现多种干扰的分离,提高了目标信号的信干比(SIR),从而改善了被动目标的检测性能。     

CDMA移动通信信号的无源探测性能研究

CDMA系统是一个全网同步的系统,扩频码的速率高,在用于无源探测时将具有更好的性能。对CDMA移动通信信号的特点进行了分析,提出了采用导频信道进行无源探测的方案,推导了导频信号的表达式,仿真分析了该信号的探测性能。结果表明该信号具有良好的距离和速度探测能力,能够用于无源探测。     

战场坦克目标被动宽带MUSIC法定向研究

声目标被动定向算法是声被动探测系统中的关键技术之一，国内外对此技术进行了广泛研究。基于时延估计目标定向分辨率较低，而采用高分辨率空间谱估计定向能获得较高的定向分辨率。极大似然估计，最大熵谱估计和自相关矩阵的特征分解法空间谱估计计算量较大。MUSIC法以其空间谱分辨率高和运算量小而在空间谱估计中得到运用。战场坦克目标声信号的频谱范围在20～200Hz之间属宽带信号，利用整个频谱范围内信号来估计DOA虽然可以提高估计精度，但计算量大。在实际应运中受到限制。实验证明，用几个信噪比高的频谱点采用宽带MUSIC算法来估计DOA，不但能够在较大距离范围内获得较高DOA估计精度，而且能够减少计算量，其估计精度能够满足智能雷弹作战需求。     

单矢量差分幅度相移键控正交频分复用水声通信研究

为了在不牺牲通信带宽利用率的前提下,进一步提高水声通信质量,在描述高阶差分幅度相移键控调制技术和单矢量信号处理技术的基础上,基于矢量水听器和高阶差分调制技术,提出一种应用于正交频分复用（OFDM）通信体制中的高速水声通信系统。根据实际水域声速梯度真值,利用信道仿真软件建模实际水声信道,仿真研究通信系统在此信道下的通信性能。研究结果表明：对矢量水听器采集的声压和振速通道信号进行p+3v_c线性联合处理可获得增益,单矢量差分幅度相移键控OFDM通信系统比标量差分幅度相移键控OFDM系统的通信效果有明显改善,验证了该系统的可行性和优越性。     

基于自适应Notch滤波器的矢量阵多目标分辨研究

为解决水下小平台上的多目标分辨问题,提出了一种基于自适应Notch滤波器的矢量阵波束形成方法.给出了矢量阵自适应Notch滤波器波束形成原理与波束图分析,利用自适应Notch滤波器的频率选择与矢量阵空间指向性,实现了多个目标的检测与分辨.理论分析与计算机仿真表明,该方法的多目标分辨性能优于矢量阵常规波束形成方法.