矢量拖曳式线列阵声呐流噪声影响初探

研究矢量拖曳式线列阵声呐护套管内的流噪声场。根据湍流边界层脉动压力谱的Corcos模型,采用频率-波数域上的二维谱方法,分析了流噪声对矢量拖曳式线列阵声呐的影响。给出了护套管内流噪声场声压和质点声振速的一般表达式,并由波数积分法得到护套管内点接收器、有限几何尺寸水听器和水听器阵列输出的流噪声各分量的功率谱。数值结果表明,矢量拖曳式线列阵声呐对流噪声的轴向分量十分敏感,在流噪声控制背景下,矢量阵的工作性能将退化为常规阵。     

固态拖线阵和液态拖线阵的试验分析

拖曳线列阵声纳以低频、大孔径等特点而受到关注。作为湿端的主要组成部分,拖线阵的发展也比较迅速。由于应用较早,液态拖线阵技术已经比较成熟。相比于液态拖线阵,固态拖线阵具有自身的特点,因此近年来对固态拖线阵的研究也逐渐增多。为了比较两种成阵工艺对拖曳线列阵性能的影响,进行了湖试,通过对湖试数据进行分析,比较两种拖线阵中阵元一致性和拖线阵波束形成性能的差异。结果表明,在阵元一致性方面,液态拖线阵和固态拖线阵的性能基本相似;在波束形成性能方面,静态时两者性能无明显的差别;在拖曳状态下,固态拖线阵对拖曳时产生的噪声敏感性低,因而具有更好的波束形成性能。     

随机共振技术在探潜中的应用

潜艇在低速航行时,由于辅机的工作和螺旋桨转动,导致了声频在甚低频段(0~100 Hz)内有较强的线谱。在声源较弱时,由于信噪比太低,传统的Demon谱分析方法无法辨别出线谱成分。这在一定程度上限制了声呐在低信噪比情况下的探潜性能。根据随机共振理论的非线性检测目标手段,运用扫频式随机共振技术,对低信噪比情况下的潜艇线谱噪声进行处理,从而增强了线谱能量,以提高检测信噪比。根据该理论,运用扫频随机共振方法对潜艇甚低频段线谱进行了数据处理,使得检测结果提高了8 dB,实际运用的目标检测距离提高1倍以上。充分体现了该理论的工程实用价值。     

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。     

拖曳线列阵流噪声抑制实验

拖曳流噪声主要由流激缆阵振动和湍流边界层起伏压力引起的两大类噪声组成。已有研究表明当拖曳线列阵声纳达到一定拖速后,流噪声是限制低频拖曳线列阵声纳探测性能的主要因素,因此,研究流噪声抑制方法对提高低频拖曳线列阵声纳探测能力具有重要的意义。通过设计不同测量阵段构建流噪声测量系统,利用实验测量数据研究流噪声空间相关性和流噪声抑制方法。通过研究表明,利用4~20个密排水听器构成水听器组较单个水听器在500Hz以下可提高8 dB~15 dB左右的流噪声抑制能力,同时也可通过柔性的水听器安装结构达到抑制流激振动流噪声效果。     

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。     

固体拖曳线列阵流噪声试验研究

拖曳线列阵在现代海军反潜、海洋油气资源勘探中得到越来越广泛的应用。由于液体填充的拖曳线列阵机械强度低,抗蠕变性能差,使用过程中发生污染海洋环境的风险大,于是越来越多的国家开始研究固体填充的拖曳线列阵。固体拖曳线列阵具有更高的机械强度,良好的抗蠕变性能,可以在线阵全寿命期内保持圆截面特性,可靠性高,并具有抑制线阵中呼吸波和膨胀波的固有优势。介绍了固体拖曳线列阵流噪声特性试验方法和试验结果,并对试验结果及其原因进行分析。试验结果表明,频率f >40 Hz时固体线列阵的流噪声低于液体线列阵;对于串在一起拖曳的两种声学段其流噪声与前后顺序无关。     

潜用拖曳线列阵声呐的发展及战术使用

本文简述了拖曳线列阵声呐的优点和发展概状;说明了我国发展拖线阵声呐的必要性和应遵循的基本原则;给出了系统配置和方案设想以及战术使命。     

自适应宽带多途干扰抵消的实时处理算法

拖线声呐拖船噪声是一个典型的宽带多途干扰,在自适应干扰抵消技术中,宽带多途博物 是一大难点。本文通过多途信道模型分析,研究了时域ＡＩＣ和频域ＡＩＣ抗多途干扰和适用条件。着重介绍了在拖线阵声呐自适应拖船噪声抵消中实际采用的,一种批处理变换域自适应干扰抵消的实进处理算法。     

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。     

随机拖线阵拖曳性能及自噪声试验研究

本文简要介绍拖线阵试验阵系统的基本组成及基阵拖曳特性和自噪声的试验结果。     

矢量拖线阵流噪声抑制方法研究

通过对矢量拖线阵流噪声各分量功率谱的推导以及流噪声各分量间相关性的分析,提出了基于声强流的流噪声抑制方法。根据湖试数据的验证可以看出,该方法可以将矢量拖线阵流噪声功率谱抑制到低于声压阵流噪声功率谱的水平。     

波数滤波法对拖曳线列阵流噪声抑制的仿真分析

通过对拖线阵流噪声产生机理的分析,提出采用波数滤波进行流噪声抑制的方法,并且对不同参数条件下一维线阵的波数谱进行了理论分析及实验室仿真计算,给出了几种抑制流噪声的有效途径。     

拖曳线列阵水动力学建模及稳态偏航特性研究

通过建立拖曳系统的三维动力学数学模型和海流数学模型,根据缆阵受力情况,推导出缆阵动力学运动方程,分析了已知的均匀海流和不均匀海流对拖缆-线阵偏航的影响：海流均匀时,拖曳速度、海流速度大小和方向决定了偏航角;海流非均匀时,偏航角的求解相对复杂,与海流速度、方向、拖速和线阵末端深度以及拖曳系统参数均有关,这对拖线阵的使用有较大的工程意义。     

基于C&K修正模型的拖线阵流噪声特性仿真研究

对拖线阵流噪声的功率谱特性和空间相关特性进行了分析,并在此基础上进行了仿真研究。     

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。     

利用拖线阵声呐目标方位信息估计目标距离的研究

本文基于运动分析的方法.试图利用拖线阵声呐的方位信息对匀速直线运动目标进行被动估距.在数据处理上采用广义最小二乘法.把相关残差经过滤波变为白色残差,达到无偏估计.本估计要求声呐每隔2s提供一次方位信息.200s作一次机动.基于本算法的被动估距具有较好的收敛性和精度.     

1基于以太网的拖曳式线列阵声纳数据传输系统设计

1引言 随着低噪声潜艇和隐身技术的发展,潜艇水下辐射噪声和目标强度进一步下降,声纳探测更加困难.水面舰艇用的主/被动拖线阵声纳,具有较大的空间增益,可以利用传播损失相对较小、目标反射本领较大的低频信号,已被证明是拖线阵声纳的重要发展方向.其中,基阵信号的远距离传输是拖曳式线列阵声纳的关键技术之一.数据传输技术应用于拖曳式线列阵多传感器信号的实时数字传输,与传统的拖曳式线列阵相比,最大的不同点就是传感器信号的远距离传输采用数字信号,而不是模拟信号,这样可以克服模拟信号传输衰减、干扰大等问题.早期限制数字拖曳式线列阵发展的主要因素是数字信号传输问题,然而随着数字技术的发展,尤其是超大规模集成电路技术、光纤技术的突飞猛进,设计小型化、高速率的新型拖曳式线列阵声纳数字传输系统成为可能.     

一种测量拖线阵自噪声的系统

本文介绍一种测量线列阵拖曳噪声的方案,给出用构成系统对声阵样段进行拖曳噪声测量的结果。试验证明,该系统构思正确,运行可靠,达到了预定的目标。     

目标跟踪在拖线阵左右舷分辨中的应用研究

针对常规拖线阵声呐存在的左右舷模糊问题,提出了一种将平台机动与目标跟踪相结合的拖线阵左右舷分辨方法,利用镜像产生左右舷目标对,根据真实的跟踪目标及其镜像目标的速度差来自动判决目标左右舷.通过仿真分析,对于10 km距离以上的目标,不管位于左舷还是右舷,平台通过小角度转向5°,经过2个扫描周期,真实的跟踪目标与其镜像目标...