美国潜艇拖曳阵声呐技术特点及发展趋势

根据现有公开技术资料,对美国潜艇拖曳阵声呐的发展情况、技术特点进行阐述,并预测了拖曳阵声呐的发展趋势。     

国外声呐技术发展综述

针对现代潜艇隐身性能越来越好,威胁不断增大,反潜作战面临巨大挑战的形势下,本文从国外声呐技术发展的角度,研究了国外声呐技术整体发展态势,并对国外典型现役声呐装备进行分析,总结出国外在声呐技术领域的未来发展方向及重点,为我国声呐技术的发展提供参考。     

水声通信技术在航海中的应用

概述了水声通信及海洋声学技术在航海中的应用,着重介绍了探测声呐、导航声呐、定位声呐、水声通信系统和激光通信等技术,并指出其发展方向。     

世界潜艇综合声呐系统发展现状及趋势

阐述世界各国海军潜艇自二战以来装备的声呐系统的发展历程。重点介绍美、俄、英、法、德等国现役海军潜艇上装备的综合声呐系统发展现状,包括其技术特点、性能指标和装备情况。并分析世界各国海军潜艇声呐技术的发展方向和发展趋势,提出国外潜艇声呐技术发展对我国的启示。     

船舶声呐部位自噪声的预报方法及其控制技术

本文简要地分析了舰船艏部声呐罩内自噪声的特征，比较全面地综述了艏部声呐和舷侧阵声呐自噪声的预报方法，内容包括弹性平板——矩形腔模型、半解析半试验方法、统计能量法和波数法；同时综述了声呐自噪声的控制技术，内容包括艏部声呐罩线形的低噪声设计方法、声呐罩结构和材料的低噪声设计技术、舷侧阵柔性涂复层技术以及水下声障板设计技术。     

基于声呐图像处理的船用水下目标识别技术研究

水下目标自动识别技术不论在军事领域还是商业领域都具有广泛的应用,具体包括水下军事目标的监测、渔业资源勘测、海底地形勘探等。声呐信号处理是船舶水下目标探测的关键环节,可以分为声呐系统回声信号处理和声呐图像处理2种,本文主要研究的是声呐图像处理类型。本文充分利用基于小波变换的图像滤波技术、图像分割技术、特征提取技术等,改善了船用水下目标识别技术的工作效率和工作精度。     

宽带宽波束SAS成像研究

合成孔径声呐在海底成像和扫雷方面有广泛的应用前途.现有的合成孔径声呐技术多是由合成孔径雷达技术直接借用来的,使用窄带系统.宽带宽波束合成孔径声呐(WBSAS)成像不同于传统的窄带合成孔径声呐成像存在自身特有的问题.适用于传统窄带合成孔径成像声呐成像的菲涅耳近似和其他一些简化不再适用于WBSAS成像处理.大距离徙动给成像、运动补偿和自聚焦提出了严峻的挑战.本文着重探讨WBSAS与传统的窄带合成孔径声呐成像的区别.     

神经网络算法在舰船声呐设备自噪声预报的应用

舰船声呐设备利用声波在水下的传播特性,将采集的声音信号转换为电信号,从而确定水下目标的位置信息、速度信息和形态信息等,是舰船上重要的水声学探测装置。在舰船声呐的正常工作中,噪声信号会对声呐的探测和目标定位精度产生不利影响,常见的噪声源包括舰船螺旋桨噪声、舰船机械噪声、声呐设备自噪声等。本文主要研究舰船声呐设备的自噪声频段分布和形成原理,利用神经网络算法对声呐设备自噪声预报技术进行研究,该研究对改善舰船声呐设备的探测水平、提高声呐采集信号的信噪比、降低声呐设备自噪声等有重要意义。     

沉底油的高频声探测方法与水池模拟试验

围绕沉底油监测问题,开展高频声探测方法与水池模拟试验验证研究。以多波束声呐、侧扫声呐、成像声呐等高频声呐为工具,结合声呐成像技术、特征提取、支持向量机分类器等关键技术,达到了高效识别沉底油的目的,并通过水池模拟试验验证了方法的有效性。     

声呐系统的高分辨率多波束成像技术

尽管海洋矿产资源储量非常丰富,但是海底矿产探测和开采还有一定的难度,船舶声呐系统是借助声波信号和成像技术,对海底地形、障碍物等进行探测的一种方式,无论是民用领域还是工业领域都有广泛的应用。本文研究的侧重点是高分辨率声呐系统的多波束成像技术,重点研究高分辨率声呐系统的基阵信号,以及声波的多线程DSP处理技术,并设计一种针对多波束成像技术的高分辨率声呐系统。     

拖曳线列阵声呐及其左右舷分辨方法概述

概述了拖曳线列阵声呐的发展概况,重点总结了国内外拖曳线列阵声呐左右舷分辨方法的发展情况,包括传统单根线列阵左右舷分辨方法、三元水听器组左右舷分辨方法、双线阵左右舷分辨方法和矢量水听器线列阵左右舷分辨方法等。本文对于拖曳线列阵声呐的相关研究具有一定的参考价值。     

一种多阵联合的拖线阵左右舷分辨方法

左右舷模糊一直是困扰拖曳线列阵声呐使用的关键技术,其制约了拖线阵声呐的使用效能。现有声呐系统装备的首端阵和舷侧阵均具有左右舷分辨能力,其与拖线阵声呐的信息互补性为拖线阵左右舷分辨提供了可能。文中提出一种多阵联合的拖线阵左右舷分辨方法,即利用舷侧阵和拖线阵公共频段的联合波束形成技术实现拖线阵的左右舷分辨,通过仿真分析验证了所提方法的有效性。结果表明,所提方法能够实现拖线阵左右舷分辨,平均分辨正确率不低于90%。     

拖曳声纳搜潜使用方法研究

水面舰船拖曳线列阵声纳在对潜远程警戒与搜索中起着重要作用。但由于拖曳声纳物理结构的特殊性,其对水面舰艇的机动性也有一定的限制。据此,讨论了使用拖曳声纳的三种可行搜索方式,给出了各自使用的限制条件,并根据具体的海洋环境,计算了搜索效率。     

基于伪并行改进遗传算法的线列阵隔振系统参数优化

利用伪并行改进遗传算法(PPIGA)的思想,将其应用于拖曳线列阵隔振系统参数优化。通过伪并行改进遗传算法搜索出最优的材料参数(内部充油密度、护套材料的弹性模量、隔振组件的弹性模量)使得系统的隔振量最大。计算结果表明,这种算法在隔振系统参数优化中具有较好的效果。     

强声源对低频主动拖线阵声纳的干扰效果研究

针对低频主动拖线阵声纳通过发射低频声信号对水下目标进行探测这一特性,提出了使用强声源对低频主动拖线阵声纳实施压制性干扰的方法,并对影响强声源干扰效果的因素进行了仿真分析。结果表明,在综合考虑这些影响因素的前提下,使用该方法能够达到较好的干扰效果。     

国外拖曳线列阵声纳技术现状与发展趋势

重点阐述了拖曳线列阵声纳的技术特点,介绍了西方主要国家海军拖曳线列阵声纳的技术现状,总结了其技术发展趋势。     

MIMO声呐目标检测性能分析

重点研究MIMO声呐的目标检测性能,为MIMO声呐布阵方式和工作模式等的选择提供理论依据。通过理论分析给出了MIMO声呐接收机工作特性(ROC)曲线的表达式,分别包括并列式和分布式MIMO声呐,同时给出了相控阵、SIMO和MISO等形式声呐的ROC表达式。通过示例比较了相同情况下并列式MIMO声呐、分布式MIMO声呐、相控阵声呐和常规多基地声呐的ROC曲线。结果表明,相同条件下相控阵声呐波束指向方向上的目标检测概率高于并列式MIMO声呐,做脉冲积累的并列式MIMO声呐可以得到与相控阵声呐相同的检测性能,低信噪比时并列式MIMO声呐和相控阵声呐的目标检测概率高于分布式MIMO声呐,高信噪比时分布式MIMO声呐可以得到较高的检测概率,采用多个发射阵元的分布式MIMO声呐性能优于使用一个发射阵元的常规多基地声呐。     

波流联合作用下多分枝拖曳线列阵回转过程的动力学分析

参考某海洋地震多分枝拖曳线列阵具体参数和该拖船的海浪响应幅值算子(RAO),结合该船工作时的具体过程,利用大型水动力分析软件Orca Flex建立了多分枝线列阵回转过程时的动力学分析简化模型,实现了对多分枝拖曳线列阵在回转过程中的动力学分析,得到了波流联合作用下,各个拖缆的张力和曲率沿缆长方向的变化规律及各个缆索拖曳点End A和拖曳缆索拖曳尾端End B的张力值在时域上的变化图像。结合计算结果,给出了多分枝拖曳线列阵在回转过程中的优化设计方案。     

等效阵长对声压线阵声呐空间增益的影响分析

为了研究声压线阵声呐空间增益的影响因素,就同等阵元个数情况下线阵声呐等效阵长与波束形成结果的关系进行仿真分析.首先,建立了直线阵、圆阵、半圆阵和太极阵的声压线阵声呐模型,定义了线阵声呐等效阵长的数学表达式,对线阵声呐等效阵长的进行了对比分析.其次,引入"–3dB波束宽度"概念,通过蒙特卡罗试验,得出了线阵声呐等效阵长与"–3dB波束宽度"之间的反比关系.最后,对多目标情况下的波束形成仿真结果进行对比分析,验证了等效阵长对线阵声呐空间增益的影响关系.     

一种水下非均质拖曳线列阵动力学仿真方法及试验验证

基于Ablow和Schechter经典差分方法,分析水下非均质拖曳线列阵的受力特性,建立其空间运动控制方程.采用中心差分法和牛顿迭代法对运动控制方程进行离散及时间和空间上的迭代求解,获得水下非均质拖曳线列阵的动力学特性.在此基础上,结合非均质线列阵实尺度模型,设计并开展湖中的实航拖曳试验,分析比较了试验数据与仿真结果.研究表明,本文提出的数学仿真方法有效可靠,可为水下非均质拖曳线列阵动力学特性分析提供一种有效的技术手段.