一种海底小目标近距离探测系统及试验研究

随着水下航行器技术的发展及探雷等特殊场合的需求,利用水下小平台探测海底小目标的方式逐渐受到重视,本文依据参量发射阵理论,结合参量阵的优势、截断参量阵的特点,设计了一种应用于海底小目标近距离探测的系统,测试该探测系统在近距离的特性,进行沉底及掩埋目标的探测实验,结果表明,该参量阵系统能够实现海底小目标近距离探测,在现有条件下所做的探索工作具有一定的工程参考价值.     

神经网络算法在海底声源非线性特性的数学建模

基于声源探测及目标检测跟踪系统在海底开发领域中的应用越来越广泛,而由于海水温度的不平衡以及海面多经衰落等影响,声波信号在海底的传输呈现非线性特性。本文在研究海下声波传输特性的基础上,利用神经网络对海底声波传输模型进行数学描述,并利用参数阵来建立声波非线性模型,最后对算法进行仿真分析。     

基于柔性三元线阵的目标被动定位精度研究

提出了一种基于柔性三元线阵的被动声定位方法,重点研究了在一定扰动情况下三元垂直线阵被动声探测装置对水下目标的定位精度,从理论上分析了影响柔性三元线阵被动目标定位精度的几种主要因素及其相互关系.数值仿真试验表明:在大深度条件下,基于柔性三元线阵的被动声定位方法可以满足水下目标定位精度的要求,在水下被动探测技术领域具有广泛的应用前景.     

海底水平阵的空域矩阵滤波干扰抑制方法

针对矩阵滤波在水平阵的应用问题,提出一种将矩阵滤波应用于海底水平阵的方法。该方法首先利用最小二乘矩阵滤波器对阵列信号进行空域滤波,然后利用浅海海底水平阵进行匹配场定位,并在相同基阵孔径和阵元条件下,与拖曳阵的滤波定位效果进行比较。仿真结果表明,海底水平阵矩阵滤波方法能够有效地抑制给定区域的噪声干扰,实现对水下弱目标定位的目的。且在相同基阵孔径和阵元条件下,置于海底水平阵的干扰源抑制效果要优于拖曳水平线列阵。     

参量阵在航海仪器上的应用

本文试从非线性声学理论着手,讨论了参量阵所具有的低频高指向以及宽频带等特性。根据航海中现存的两个问题,指出参量阵在这方面的应用前景。     

海底水平阵性能分析

矩阵滤波技术是通过设计一个全局优化的空域滤波器,使得该滤波器对不感兴趣的区域响应尽可能小,对感兴趣的区域响应尽可能不失真,基于该原理可以消除阻带区域的干扰噪声,并且保留通带区域的弱目标信息,是一种比较实用的弱目标定位检测方法,但其定位精度受很多因素制约。本文首先介绍最小二乘矩阵滤波器的设计原理、匹配场噪声抑制原理及归一化通阻带误差的计算公式,然后针对矩阵滤波器应用于海底水平阵的方法,分别从声源频率、阵元个数和阵元间距3个方面分析研究影响海底水平阵性能的因素,总结出使滤波器能够达到比较好的滤波状态时的因素条件,进而提高滤波性能。     

参量阵差频波与原频波相位及幅值关系研究

为研究参量阵差频波与原频波之间的相位及幅值关系,本文以Moffett的暂态信号参量阵理论为基础,推导出参量阵声轴方向上的声场分布,最终得到2个理论关系式:一个是声轴上差频波相位与原频波相位的关系;另一个是声轴上差频波声压幅值和原频波声压幅值的比值与差频波频率的关系。在水池中对相关理论进行实验验证,实验结果与理论吻合很好。     

水下机器人（ROV）系统

水下机器人（ROV）系统是一种新型水下探测工具,通过其配备双频识别声纳系统、光学黑白、彩色摄像系统对水下特定目标进行水下摄像,主要用于搜寻探测水下目标物（高于海底）,可利用ROV系统配备机械臂完成水下目标物的抓取或绳索绞断等,在潜水员不便下潜时替代潜水员下潜完成探测工作。     

舷侧阵振动噪声高波数特性分析

舷侧阵是一种安装在水下航行器两舷的声呐基阵.舷侧阵充分利用载体尺度以增大基阵孔径,降低基阵的工作频率,提高基阵的探测性能.舷侧阵直接安装在水下航行器壳体上,振动噪声是其主要的噪声干扰,有效抑制振动噪声是提高舷侧阵探测能力的基础.本文通过实验研究,验证了舷侧阵振动噪声的能量主要集中在高波数区,其峰值位于壳体弯曲波数.在此基础上,建立了舷侧阵振动噪声波数频率谱模型,为舷侧阵振动噪声抑制方法研究提供了模型支持.     

基于平面三元阵的水声定位误差分析

水下平台引信采用声、磁、水压、电场等不同物理场对目标进行探测、识别和定位,其中,声引信是目前在水下平台引信中应用最普遍、效果最好的方式。水下平台要实现对目标的精确定位,除了主要受信噪比影响之外,其他诸多因素也会影响定位精度,如声速、阵间距、时延等,分析这些因素对定位精度的影响程度并采取相应的补偿措施,有利于更精确地实现对目标的定位。