基于被动声呐方程的水下航行器声学安全态势研究

针对水下航行器声探测效能定量评估需求,以被动声呐方程为基础,建立窄带水声探测模型,定量给出水下航行器辐射噪声声源级、海洋声场传播损失、海洋环境背景噪声级等声学安全态势评估输入参数,经信号处理得到了接收设备阵列响应。在此基础上,基于统计检测理论明确了水下目标探测距离,完成了水下目标安全态势分析。研究表明,水下航行器辐射噪声峰值线谱对声呐探测效能影响显著,峰值线谱的有效控制是优化水下航行器声学性能的关键。     

水下激光探测技术及其进展

水下激光探测技术在水下目标搜索、海洋地质勘探、目标识别等领域都具有重要的应用价值.通过对水下激光传输特性、水下激光探测模式及与之相关的同步扫描技术和距离选通技术等的讨论,对可用于水下探测的蓝绿激光器和光电探测器进行了性能对比,结合具体应用对国内外水下激光探测技术发展状况进行了分析.     

基于EMI与ANN技术的水下目标探测系统

目前水下目标的探测方式主要是激光探测和声波探测。本文提出一种基于压电阻抗(EMI)与人工神经网络(ANN)技术的水下目标探测系统,设计了一种具有探测水下特定频率信号目标能力的潜航器,分析了该潜航器的主要结构、运动方式、控制方式;使用BP神经网络建立定位探测系统,结合三球定位原理,实现了对目标信号空间位置更精确的定位。     

深海水声探测特性研究

为改善水声探测系统的信号检测性能,研究了在深海环境下水声探测的特性.在对浅海和深海声传播特性进行比较的基础上,分析了深海声传播的优越性.通过对不同海洋深度声源的声传播特性仿真分析,证明了深海环境有利于实现远距离声传播.在一定信号接收带宽的情况下,计算了位于深海区域的水声探测系统对安静型潜艇的最大被动水声探测距离,进一步证明了深海环境有利于实现远程水声探测.研究结果为在深海环境下探测安静型潜艇提供了理论依据.     

一种光电探测系统最大探测距离的简便计算方法

最大探测距离是光电探测系统能否满足应用要求所关注的一个主要问题。根据光电探测系统最大探测距离的传统计算原理，对红外、电视成像、激光等探测系统提出了一种基于比例的最大探测距离简便计算方法。方法简便易行，精度可靠，并通过实例计算验证了模型的正确性。     

对压制干扰条件下火控雷达最大探测距离的评估

利用压制系数依据雷达信号检测原理，建立压制干扰条件下火控雷达最大探测距离的评估模型，并通过计算仿真得出不同压制干扰样式下雷达的最大探测距离。为雷达反干扰操作提供依据，为雷达反干扰的技术改进提供参考。     

水下爆炸—防御水下探测新途径

介绍了水下爆炸对水中声探测设备干扰的原理和应用展望,说明了基于含能材料水下爆炸所产生的宽频带、强噪声,能够对水中声探测设备实施有效干扰.     

某机载短焦距电视探测能力研究

在满足机载吊舱型光电测量电视小空间、大振动环境要求及CCD成像尺寸为Φ80μm、目标截面长度尺寸为2m、距离为10km的工作条件下,对某可见光测量电视进行了光学设计,其焦距为400mm,口径为65mm。采用分析计算的方法对所设计的光学系统的焦距、目标/背景对比度进行了相应的估算分析,得到了相应的目标/背景比值结果,从而对该电视的探测距离进行了校核分析,可以认为此可见光电视光学系统满足系统的远距离探测要求。     

水下爆炸声源对抗低频声呐干扰效果研究

在分析水下爆炸声源声学特性的基础上,研究了水下爆炸噪声对低频被动声呐的对抗机理,以圆柱形基阵为例,对不同水声干扰弹装药量、干扰弹到潜艇距离以及海况等级条件下对声呐主瓣、旁瓣的压制干扰效果进行仿真分析。结果表明,与传统噪声干扰器相比,水下爆炸声源对声呐的干扰效果更为明显,能显著降低声呐的探测距离,可为己方舰艇的机动规避和后续对抗创造有利条件。     

水下爆炸声源对抗低频声呐干扰效果研究

在分析水下爆炸声源声学特性的基础上,研究了水下爆炸噪声对低频被动声呐的对抗机理,以圆柱形基阵为例,对不同水声干扰弹装药量、干扰弹到潜艇距离以及海况等级条件下对声呐主瓣、旁瓣的压制干扰效果进行仿真分析。结果表明,与传统噪声干扰器相比,水下爆炸声源对声呐的干扰效果更为明显,能显著降低声呐的探测距离,可为己方舰艇的机动规避和后续对抗创造有利条件。     

基于几何特征的声呐图像人造目标检测算法

针对高频声呐图像目标检测问题,基于数学形态学算子,提出了一种新的快速目标检测算法.该算法通过定义多尺度多形状的形态结构元素,对各像素点进行形态开闭运算,并采用阈值评判方法实现目标检测.仿真结果表明,该算法具有实时性好、准确度高的特点,并且可有效地克服背景中岩石等自然景物的影响,实现人造目标的准确提取.     

敷设空腔尖劈的声呐平台声学特性研究

基于变截面波导理论建立吸声系数方程,讨论了不同静压下尖劈吸声性能,开展了空腔尖劈声管测试,并将计算值与实验值进行对比分析。在此基础上,通过数值试验预报了声呐平台区的自噪声分布,对比分析了空腔尖劈敷设方案对其声学特性的影响。结果表明：随着静水压力的增大,尖劈吸声系数第一谐振峰向高频移动;高静压下,尖劈吸声系数下降较快。敷设空腔尖劈的声呐平台区的自噪声总声压级显著降低,尖劈部分优化敷设既要考虑全频段平台区的自噪声总声级,又要兼顾声呐基阵位置处的声压分布。     

分裂阵宽带相关检测在圆阵中应用

宽带能量检测作为一种非相关检测方法广泛应用于被动声呐中,但是在复杂环境下其检测性能迅速降低.为了实现分裂阵半波束在圆阵中的应用,本文通过对圆阵的半波束相位差推导和仿真,将分裂阵半波束应用于圆阵的宽带信号检测中,给出一种应用于圆阵的分裂阵宽带相关检测方法.该方法能有效地改善目标方位分辨率,提高被动声呐的宽带检测性能.仿真和试验数据处理结果验证了该方法的有效性,易于工程应用.     

一种新的被动声纳作用距离估计方法

文章研究了影响声纳作用距离的主要因素,利用声纳仿真系统采用正交试验设计的方法,选取合理的影响因素水平对声纳作用距离进行了试验分析,对试验结果进行了显著性分析以及极差和方差分析,提出了一种新的声纳作用距离估计方法。     

基于统计量的声呐图像目标检测算法

水下声呐图像目标检测问题是一项重要而困难的工作,采用滑动窗计算图像中各像素点处邻域像素灰度的统计量,利用最大熵图像分割算法确定检测阈值,并利用均值、标准差、偏态和峰度等统计量对算法进行了仿真验证,对声呐图像中的目标回波区和阴影区域均可实现较好的检测效果。结果表明,该方法具有原理简单、运算效率高、实时性好等特点,具有较强的工程应用价值。     

一种提高分裂阵频域波束形成测向分辨力的方法

为了提高声呐系统对目标方位的分辨能力,本文提出一种分裂阵频域波束形成方法,即超波束互谱测向法。通过将超波束方法得到的方位谱加权到互谱方法得到的波束形成结果上,从而得到最终的波束输出结果。超波束互谱测向方法的优点是既能够降低主瓣宽度,抑制旁瓣,提高测向分辨力;又能够保留相位信息,为后续谱分析应用提供参考。实验室水池测试结果表明,利用阵元间距为0.016 m的16元均匀直线阵,对于37.5 kHz的声信号,采用超波束互谱方法进行波束形成与单纯采用互谱方法进行波束形成相比较,在0°和60°方位上的波束主瓣宽度分别减小了3.8°和6.9°,旁瓣幅度降低超过30 dB,测向分辨力得到明显提高,从而验证采用超波束互谱测向方法提高测向分辨力的可行性和有效性。     

基于反蛙人声纳的小目标检测算法

随着蛙人侵扰活动的日益频繁,在一些重要的部位如港口、码头、海岸洞库和锚泊水域中都安装了水下监控系统,在这些系统中,基于反蛙人声纳的小目标检测既是研究的重点也是难点之一。文章针对小目标检测问题进行了讨论,提出反蛙人声纳图像处理和小目标检测算法。由实践结果可以得出,此算法具有较高的小目标检测率,有效提高了水下监控系统的可靠性。     

蛙人探测声纳在水下安保的技术实现

结合水下反恐需求,讨论蛙人探测声纳在水下安保方面的重要性。介绍了国外已公开的蛙人探测声纳;对国内两家单位共同开发的最新型蛙人探测声纳开展研究,并阐述其运用到的先进技术。在此基础上展望蛙人探测声纳在水下安保反恐方面的发展前景。     

多波束声纳图像的补偿及其与地形数据的融合

简述了由多波束原始声强数据生成的声纳图在海底底质分类方面的应用中存在的问题,根据同一海底底质的海区对声波的平均反向散射强度随地形成连续变化的规律,提出了差值补偿法,解决了声纳图中由于地形变化所产生的声强信息的损失;在此基础上,根据Lambert法消除了海底地形起伏对声纳图的影响,从而得到只反映海底底质特性的海底声强图。