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。     

混响背景下主动探测声纳性能预报

根据主动声纳方程,进行了混响背景下主动探测声纳的性能预报,讨论了主动探测声纳工作频率对作用距离的影响,比较了不同混响反向散射强度下主动探测声纳作用距离的变化情况。分析结果表明,混响背景下主动探测声纳的作用距离随频率的降低而减小;随着混响反向散射强度的减小,主动声纳性能增强,作用距离增大,这对工程实际中更好地选取主动声纳参数,进而提高主动探测声纳性能具有一定的参考意义。     

水声对抗中舰艇规避声自导鱼雷的航速问题

舰艇速度的变化会引起舰艇辐射噪声声源级的变化,从而改变鱼雷对目标的被动自导作用距离.本文根据声纳方程,从能量检测的角度分析了舰艇以常速和高速规避时,被动自导鱼雷发现目标的概率.进一步用对抗过程仿真的方法研究了规避速度对舰艇生存概率的影响.计算结果表明,在一定报警区域,舰艇以常数规避优于加速规避.     

基于多基地声纳的反潜巡逻机检查搜潜效能研究

为解决传统反潜巡逻机检查搜潜存在作用距离短、搜索盲区大、精度低和经济性差的缺点,提出基于多基地声纳的反潜巡逻机检查搜潜方法.根据反潜巡逻机先布设的多基地声纳阵得到潜艇初步定位坐标,以4种不同的方案补投被动浮标,并利用声波衰减原理和TOL算法分别通过Matlab进行多基地搜索概率和GDOP定位精度的仿真.仿真结果表明:同等条件下,反潜巡逻机进行等边三角形补投被动浮标情况下的多基地声纳检查搜潜方法具有高搜索概率和定位精度,并能使用较少的浮标形成一个有效的检查圈.该方法可应用于反潜巡逻机检查搜潜,对反潜作战具有一定的军事意义.     

鱼雷航速对潜艇鱼雷报警距离的影响分析

针对双速制反潜鱼雷在潜艇鱼雷报警声纳作用下的作战使用问题,由辐射噪声经验公式分析了鱼雷航速的变化对其辐射噪声强度的影响。根据被动声纳方程,在鱼雷航速变化情况下,研究了潜艇鱼雷报警声纳对双速制鱼雷报警距离的变化规律。计算结果表明,鱼雷报警距离随鱼雷航速增加而增加,提出了双速制鱼雷作战使用中应注意航速设置,以低速航行来降低潜艇的鱼雷报警距离,从而增强鱼雷的隐蔽性以及攻击的成功率,为鱼雷攻潜战术研究提供参考。     

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.     

有界不确定参数结构静力位移范围的区间参数摄动法

当结构参数具有误差或有界不确定性时，区间数学可以在不知道不确定变量的概率分布的民政部下定量地考察不确定参数对结构响应的影响。为计算有界不确定结构参数对结构静力位移影响范围的上下界，本文提出了区间参数摄动方法。本文法不仅可提高结构静力移界限的求解效率，而且所计算出的结构静力位移范围上下界的宽度比区间矩阵摄动方法所计算出的要小，数值结果说明所提出方法的有效性。     

反潜巡逻机应召布放多基地声纳阵搜潜效能研究

为提高反潜巡逻机传统应召搜潜效能,提出采用反潜巡逻机应召布放多基地声纳阵的方法.在传统方法的基础上,根据已知的潜艇信息,利用多基地声纳的优势建立反潜巡逻机应召布放圆形、方形、三角形多基地声纳浮标阵搜潜模型,依据声波衰减原理,通过Matlab仿真初始距离,潜艇初始概略分布、潜艇经济航速、布放半径和被动浮标布放个数对各方案搜潜效能的影响.仿真结果表明:3种多基地阵方案的搜潜效能随着初始距离、初始概略位置分布、潜艇经济航速的增大而减小.在相同条件下,圆形多基地阵的搜潜效能最佳,且相比同样基于传统方法的圆形被动浮标阵搜潜效能提高明显,并能根据实际情况选择合适的布放半径和被动浮标布放个数.该方法适用于反潜巡逻机应召搜潜,对反潜作战具有一定的军事意义.     

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.     

潜舰导弹被动声纳引导攻击研究

分析了潜艇被动声纳在存在会聚区条件下的远程探测能力，探讨了单站纯方位目标定位的方法和被动声纳引导下导弹攻击的实现问题。     

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。     

浅海声场对不确定环境参数的灵敏度分析方法

为分析不确定环境参数对浅海声场的影响,用非嵌入式随机多项式展开法获得声场与不确定环境参数之间函数关系式,建立声场对单个不确定参数的局部灵敏度分析方法;当多参数不确定时,提出依据某参数变化前后声场概率密度的变化,定性表征声场对该不确定参数的全局灵敏度分析方法,引入Sobol指数法定量计算声场对不确定环境参数的全局灵敏度。算例结果表明文中提出的分析方法可快速获得浅海声场对不确定参数的灵敏度,可用于优化不确定浅海环境参数模型。     

不确定环境下后验概率约束的匹配场处理

不确定海洋环境下,匹配场处理(MFP)所使用的环境模型与真实环境总会存在一定的差异,即存在环境参数失配,此时匹配场处理的性能严重下降。为了提高匹配场处理的稳健性,提出了一种后验概率约束的匹配场处理器(MFP-PPC)。利用贝叶斯准则推导出了位置参数的后验概率密度(PPD)估计,以此为约束为自适应匹配场处理器(AMFP)提供主瓣保护,使得算法具有AMFP高分辨特点的同时稳健性也得到改善。为了验证算法的性能,使用不确定浅海环境下的仿真数据和海试数据进行了处理分析。分析结果表明：不确定环境下,MFP-PPC不仅能够稳健地定位固定声源,而且能够稳健地定位运动声源,且跟踪曲线和声源移动轨迹吻合较好。     

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。     

雷达探测距离估计的集合理论模型

雷达探测距离随着发射功率、频率等不确定参数变化而变化。以凸分析和区间数学为基础,借助一阶泰勒级数,提出了近似估计雷达探测距离的两种非概率集合理论模型。它们将不确定参数描述为凸集合和区间变量,克服了传统处理不确定性问题的概率方法需要知道不确定参数详细统计信息的局限,而且计算量较少。通过算例与概率分析方法相比较,表明了非概率集合理论模型的可行性和优越性。     

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。     

侧扫声纳图像非下采样轮廓波变换域分区增强方法

成像机理的限制以及海洋中存在的丰富噪声源,导致侧扫声纳图像出现噪声污染严重、目标和背景区域灰度值对比度低以及边缘呈现强度较弱等情况。针对上述问题,提出一种侧扫声纳图像非下采样轮廓波变换（NSCT）域分区增强方法。对于声纳图像低频部分,使用非线性函数增强方法,提升低频图像对比度;对于声纳图像高频部分,通过分析声纳高频图像在NSCT域上同一尺度不同方向子带系数最大值与最小值差值的分布规律,进行噪声和纹理边缘的划分以及对应的处理。将所提方法与小波硬阈值增强方法、小波Shrinkage自适应阈值增强方法做实验对比,结果表明,该方法不仅可以较好地消除噪声,而且可以抑制琐碎纹理、提升弱边缘,侧扫声纳图像增强效果更加突出。