拖曳线列阵声呐技术发展综述

综述了拖曳线列阵声呐技术发展现状，并指出其未来的发展方向。     

一种基于CPCI总线的大动态范围声呐信号调理电路实现方案

在声呐性能仿真测试系统中,输入的声呐模拟信号动态范围很大。对这样的信号进行采集,需用调理电路对声呐测试信号进行预处理。给出了一种基于CPCI总线的大动态范围声呐信号调理电路的设计方法。该电路可实现信号的程控放大,衰减和滤波,能满足声呐性能测试的需要。     

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。     

AN/BSY-1潜艇综合作战系统

BSY-1潜艇作战系统通过综合导航,声呐和武器系统数据.大大提高了潜艇水下目标探测,分类(识别),定位以及作战控制和武器使用能力,并在美海军潜艇上首先把声呐和火控系统综合在一起。它包括有主动声呐、被动旁侧阵声呐,被动拖线阵声呐、探雷/避撞冰下导航声,内以及作战控制系统(CCS),是一套规模大,技术先进的综合系统。     

主动拖曳线列阵声呐系统测向误差的分析与修正

对主动拖曳线列阵声呐测向系统误差进行了全面的分析和修正。将测向误差分为空间、时间和偏航三部分,结果表明三种误差对系统测向误差都有着不同程度的贡献。文中给出了相应的误差修正数学公式,这对拖曳线列阵声呐的使用有较大的工程指导意义。     

国外潜艇拖线阵声呐的发展特点及趋势

根据现有的公开技术资料,对主要西方国家的潜艇拖线阵声呐的发展概况、技术特点进行了介绍和分析,并粗略预测了其发展趋势。     

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。     

澳大利亚研制的线阵声呐通过海试

由澳大利亚国防研究中心研制的“卡里瓦拉”线阵拖曳式声呐已处于研制的最新阶段。1990年12月,澳大利亚海军对该声呐的样机成功地进行了海试。 该线阵拖曳式声。内的湿端设有约1000m长的拖缆.水听器基阵的外径约30mm,为常规线阵的1/3,具有轻便、柔软灵活和易卷绕的特点。该声呐将装在澳大利亚海军正在建造的471型常规潜艇和8艘MEKO 200 ANZAC型护卫舰上。 目前,通用动力公司马可尼水下系统分公司已与澳大利亚国防部签订了使用该声呐技术的合同。     

声呐浮标技术及其发展方向

简要介绍了声呐浮标系统和声呐浮标采用的技术和工作原理，结合当今先进的声呐浮标典型产品，分析了在新的使用环境背景下声呐浮标技术的主要发展方向。     

北约海军声呐浮标使用现状及发展趋势

介绍了北约海军当前常用声呐浮标及用于多基地探测的新型声呐浮标的型号、功能和性能,并对北约声呐浮标的发展趋势进行了总结和分析,为国内声呐浮标的研究和发展提供借鉴。     

声学聚氨酯的研究进展

概述了热塑性聚氨酯（TPU）在声学领域的最新研究进展,内容涉及与TPU在声学领域应用有关的高粘弹性TPU用作阻尼材料的填充体系和IPN体系及其在透声降噪方面的两种用途,重点讨论了TPU用作水声换能器包敷材料和拖曳线列阵声呐护套材料的透声降噪机理,指出了深入研究拖曳线阵声呐护套用TPU材料的必要性。     

流噪声背景下的细长线阵甚低频弱线谱检测算法

拖线阵声呐在高速拖曳时,目标潜艇的甚低频线谱特征被淹没在背景噪声(以流噪声为主)中,为进一步提升高速拖曳时细长拖线阵声呐检测目标甚低频线谱的能力,在对细长线阵声呐的流噪声特性进行建模分析的基础上,推导出水听器对流噪声的响应函数,并提出最小均方最优滤波和经验模态分解的联合线谱检测算法,通过海试数据进行验证分析。结果表明该算法能够很好地检测出目标甚低频弱线谱,输出信噪比有一定程度的提高。     

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。     

COTS技术在声呐装备中的应用

采用商业货架产品(Commercial-Off-The-Shelf,COTS)技术可使声呐系统具有更强的信号处理能力,有效降低声呐研制与更新成本,缩短声呐研制周期。分析了国外先进声呐系统上采用的COTS软硬件技术,对COTS技术在声呐系统中的应用前景进行了分析和展望,提出了我国声呐系统中COTS技术的重点研究方向,以加快发展拥有自主知识产权的COTS软硬件技术,提高我国海军声呐装备水平。     

平面阵波束形成算法效率比较

二维平面阵声呐系统所采用的阵元个数、形成波束的数量都较一维线阵声呐系统高一个数量级,数据处理量巨大,对信号处理机的实时处理能力要求非常高。如何提高二维波束形成算法的效率是工程实现二维平面阵声呐系统的关键,本文讨论了三种二维平面阵波束形成算法,并对这三种算法进行了计算效率和波束性能的对比。     

国外潜用拖线阵收放系统简介

根据现有的技术资料，对国外几种典型的潜用拖线阵声呐收放系统的基本原理和特点进行了介绍和分析。     

国外潜用拖线阵声呐简介

根据现有的公开技术资料,对国外几种典型的潜用拖线阵声呐的技术特点和设备参数进行了分析和介绍。     

基于背景抑制与改进多尺度LSD的声呐小目标检测算法

针对声呐小目标检测由于水下环境复杂、目标回波信号弱等因素造成虚警率和误检率较高的问题,文章提出基于背景抑制和改进直线分割检测(Line Segment Detection, LSD)的检测算法。首先对原始声呐数据截取序列片段,构建多周期累积历程图,凸显运动目标轨迹线特征;其次设计边缘滤波算子,有效滤除部分背景噪声,并结合投影变换进行线特征增强,不仅实现了断裂直线重连,还抑制了剩余噪声;然后基于图像金字塔改进了多尺度LSD直线分割检测算法,有效缓解了过检测问题,大幅增加了直线平均长度;最后为了合并冗余检测信息,利用运动轨迹时空一致性特征设计后处理模块,提高了检测定位精度。通过多组无人遥控潜水器(Remotely Operated Vehicle, ROV)、潜水员、空心球靶小目标序列的湖试、海试数据的定量与可视化结果定性分析,实验结果显示,文中算法与传统LSD相比,误检率和漏检率分别降低了11.2和3.9个百分点,定位误差下降了1.495个像素。结果表明,文中所提算法大幅提高了声呐小目标检测精度,为后续水下目标识别、跟踪等任务奠定重要基础。     

一种频分MIMO声呐的波达方向估计算法

为了使声呐阵列在有限的载体空间内获得较高的角度分辨率,设计了基于频率分集的多输入多输出（MultipleInput Multiple-Output,MIMO）声呐。该MIMO声呐采用N发M收的布阵方式,接收阵为M元均匀线阵,发射阵由N个阵元组成,且各发射阵元发射中心频率不同、包络相同的窄带信号。建立密集式频分MIMO声呐的回波模型,并以此模型为基础提出了波达方向估计算法方向-相位域多重信号分类（Direction and Phase Domain-Multiple Signal Classification,DPD-MUSIC）算法。仿真实验中以双频MIMO声呐为例,将频分MIMO声呐的DPD-MUSIC算法的估计性能与单输入多输出（Single-Input Multiple-Output,SIMO）声呐MUSIC算法的估计性能进行了对比。仿真结果表明,频分MIMO声呐利用DPD-MUSIC算法可以获得优于等接收阵元数SIMO声呐的角度分辨率和角度估计精度。     

潜艇声呐技术发展研究

从潜艇的发展趋势以及潜用声呐的功能出发,对当前美、德、英、俄等国海军潜艇声呐系统装备及技术现状进行了介绍,分析了未来潜艇声呐系统和技术的几个主要发展动向。