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。     

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。     

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。     

用于引信的仿生探测技术综述

从引信目标探测技术出发,借鉴仿生机理,提出并探讨了几种适于引信目标仿生探测技术的原理及实现方式,同时对仿生探测的关键技术进行了探讨。分析说明,为有效解决目前的引信目标探测所存在的问题,仿生探测技术是可行的,而且对发展高科技武器具有广阔的应用前景。     

基于尾鳍推进模型的三关节仿生机器海豚系统

为设计一种新型、游动效率高、可以实现沉浮运动的仿生机器人,以海豚为仿生对象,利用仿生学原理对基于尾鳍推进模型的三关节仿生机器海豚系统进行改进.研究海豚的背腹运动尾鳍推进模型,对原有模型中不便于工程实现的方面进行修正.在验证修正后模型可行性的基础上,设计一种三关节柔性尾部加刚性头部的机械结构以及控制流程和配套的电路系统,对机器海豚的沉浮运动进行动力学分析,提出利用PID控制实现平面运动的方法,通过实验验证机器海豚沉浮运动和平面运动的可行性,并给出机器海豚游动速度和尾鳍摆动频率及尾鳍摆幅之间的关系.实验结果表明,基于尾鳍推进模型的机器海豚具有较高的效率和游动速度.     

基于尾鳍推进模型的三关节仿生机器海豚系统

利用仿生学原理,以海豚为仿生对象,研究了一种海豚的背腹运动尾鳍推进模型,并对原有模型中不便于工程实现的方面进行了修正。在验证了修正后模型的可行性的基础上,设计了一种三关节柔性尾部加刚性头部的机械结构以及控制流程和配套的电路系统,完成了样机的研制,并对机器海豚的沉浮运动进行了动力学分析,提出了利用PID控制实现平面运动的方法,通过实验验证了机器海豚沉浮运动和平面运动的可行性,并给出了机器海豚游动速度和尾鳍摆动频率及尾鳍摆幅之间的关系。在此基础上,确定了平面运动的模态。实验结果表明,基于尾鳍推进模型的机器海豚具有较高的效率和游动速度。     

混沌检测在主动声纳中的应用研究

为解决主动声纳工作时功率大,保密性差的问题,利用混沌振子系统具有对外加信号的幅值和频率敏感性.发射单频脉冲,接收系统进行混沌检测,可以同时完成测距和测速.在应用中,对该检测方法也进行了改进,给出了一种简便的半径累加和方法作为判别混沌系统状态的定量依据,并对相位偏差有时会导致无法检测的情况,采用将内置的周期信号进行时间平移,以抵消相位偏差,较好解决了这一问题.仿真结果表明,在低功耗和抗干扰的前提下,信噪比-20dB情况,系统仍有较强的检测能力.与传统的主动声纳回波检测方法相比,采用混沌检测方法降低了换能器的功耗,提高了系统的保密性.     

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。     

鱼雷自导主动信号具备隐蔽性能的条件探讨

随着鱼雷技术的发展,低截获概率鱼雷自导技术将成为鱼雷发展的一个重要方向,将雷达低截获概念引入鱼雷自导系统,通过对鱼雷自导波形设计的重要性和设计方法的讨论,重点探讨了鱼雷自导主动信号具备隐蔽性的条件,提出了鱼雷自导主动隐蔽性信号的总体设计思路和信号形式的分类方法,最后给出了几种常用的低截获概率信号,为主动隐蔽性信号的生成方法和检测方法的深入研究以及开展隐蔽信号用于鱼雷自导的可行性研究提供参考,这有助于提高鱼雷的战斗力和生命力.     

基于水下运动目标流场信息的仿生探测原理

鱼类侧线器官利用水介质的流动信息进行环境感知与探测,该原理为水下探测技术提供了新的发展方向。基于鱼类侧线的仿生探测原理,研究以运动目标绕流场为信息源的目标探测原理问题,建立了球头圆柱体绕流的仿真分析模型,结合势流理论分析和仿真规律分析,初步揭示了水中运动体目标特性与运动体绕流场特征参量之间的关联规律,即通过对曲线峰值、谷值、斜率的计算获得了与运动体速度、长度、半径、观测点信息相对应的特征参量,探索了利用水下运动体绕流场信息进行目标探测的可行性。     

基于N-P准则的声呐宽带信号检测数据融合研究

给出了基于Neyman—Pearson准则的多传感器检测融合原理。针对声呐宽带信号的特点，提出了在观测独立的情况下声呐宽带信号的检测融合算法，并对算法进行了仿真。仿真结果表明该方法的有效性。     

基于C6678多核数字信号处理器的声纳信号并行处理设计

针对多核并行机制下,共享资源争夺激烈,硬件能力提升难以切实转变成程序效率提高的难题,通过协调存储器访存和核间同步等关键问题,研究了一种基于C6678多核数字信号处理器的声纳信号多级并行处理方法,包括核间流水线设计、数据传输与中央处理器并行设计和指令流线设计。以声纳二维相控方位滤波为例,介绍各级设计的实现方法,逐个测试并行性能,并编制实时处理软件。测试结果表明,该方法能够实现存储器访问和中央处理器运算并行,极大提高程序执行效率。通过采用该方法开发的实时处理系统,具有集成度高和实时性强的优点,获得了高航速下海中浮球和配重条石清晰的实时成像效果,具有工程应用价值。     

Dopplerlet变换推广及其在主动声纳处理中的应用

针对水下高速运动目标的主动探测问题,引入了Dopplerlet变换。根据运动目标回波的特点提出了主动Dopplerlet原子,并分析了基于主动Dopplerlet变换的自适应匹配塔形分解算法,克服了Dopplerlet变换在被动信号处理中声源频率变化引起误差增大和时间窗宽度选取困难的问题。最后将算法应用于高斯白噪声和高斯色噪声背景中运动目标的检测和速度距离的估计,取得了较好的结果。     

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。     

基于分布式检测融合技术的水声信号检测方法

研究了分布式检测融合系统的最优检测问题.融合系统由融合中心及多部传感器构成.为了使系统性能达到最优,需要对融合中心的融合规则及各部传感器的判决规则进行全局最优化.文中给出了融合系统全局最优化的必要条件,并给出了求解系统全局最优解的数值迭代算法.仿真结果表明,采用该融合算法对分布式水声信号检测系统进行了优化,可有效提高系统的检测性能.     

基于双MCU 的多通道信号检测模块

为有效监测工艺生产设备的运行状况,设计一种基于双MCU的多通道信号检测模块.采取软硬件设计相结合的设计思路,将测量功能与通信响应功能分别由不同的MCU承担,一个MCU完成测量过程,另一个MCU负责通信及模块自检.负责测量过程的MCU单纯进行信号选通及信号的数字化,并以推送的方式将测量结果递交给负责通信的MCU,保障了测量时序不被通信响应打断.负责通信的MCU响应上位系统的测量命令,并恒定产生频率、幅值固定的信号,此自检信号通过所有处理环节,实现测量结果的自校正和测量电路的自检.测量结果表明:该设计能提高模块的可靠性,具有较高的实用价值,已在实际应用过程中得到验证.     

基于微通道有源衬底的电子光学复合探测机制研究

为满足军事以及航天等领域对于复合探测的需求,提出了一种可在极微弱光条件下实现复合探测的探测机制。从微通道板光电倍增理论模型的角度介绍了新型器件的工作原理,并分析了复合波导阳极的透射阳极对真空倍增系统造成的约束条件;通过光学传递函数分析方法研究了复合波导阳极的器件特性;基于验证复合波导阳极的相关参数证明了方案的可行性。在复合阳极得到验证的基础上,为改善复合探测性能又提出了一种复合波导栅极,对分流用隔离膜的选择进行了研究,对电子轨迹进行了建模模拟。在真空炉中进行了该新型器件的验证性实验。结果表明：该器件在一束信号光入射情况下能够提取两路信号;相对于复合阳极,利用光学调制的复合栅极器件分辨力提高了1倍。