水下复杂目标在空间中低频散射场的TSS-FDTD分析北大核心CSCD

[目的]随着人类对海洋资源的逐步开发,海面下运行的航行器数量激增,由此带来的对航行器等水下复杂目标的电磁探测问题亟待解决。[方法]基于总场-散射场源时域有限差分方法(TSS-FDTD)和海面上下表面的场值转换算法,分析水下天线阵列源照射水下航行器目标产生散射场的空间分布规律。通过计算得到水下天线阵列与复杂目标附近区域的场分布、整个水下空间的场分布和海面上方的场分布,并将目标与源在不同相对位置的3组模型在空间中的散射场进行对比分析。[结果]结果表明:在海水内部环境中,不同目标模型的散射场差异较大,通过观测该散射场可确定目标的存在;而在海面上空,不同目标模型的散射场差异较小,通过观测其散射场均值和能量分布情况也能确定目标是否存在。[结论]研究结果可为相似工作频段的探测雷达提供数值参考,为水下航行器探测、水下救援、打捞沉船等工程领域提供技术支撑。     

水中激光散射场和退偏振的研究

激光的散射和退偏振是一种复杂的物理现象。通过激光在水中传输的散射场和退偏振特性研究,得出了如下结论:在水中激光探测时,不应采用一般的蓝绿光,而应采用偏振红光,垂直检偏接收。     

入射声源对水下艇体散射场影响研究

简要介绍了用Helmholtz积分公式和Kirchhoff公式计算简单刚性几何形状目标的散射场过程,给出了水中壳体目标声散射的求解方法;基于Sysnoise软件在固定入射角下,改变入射波频率对水下艇体散射场进行仿真,得出频率对场点压力的影响;在固定入射波频率下,改变入射角度对艇体的散射场进行仿真,得出了不同入射角下散射场的指向特性.对轴对称的艇体,除平行轴线入射外,散射指向性呈非对称特性.在相同入射条件下,艇体目标的声散射特性基本符合角平分线规律.散射场压力的最大值出现在几何镜反射的方向上.     

水下激光切割技术的探讨

文章介绍了激光切割的原理、特点和应用情况,分析了水下激光切割时激光器的选择、影响因素以及实际应用中应注意的问题等.     

蓝绿激光水下军事应用研究

机载激光探潜探雷是一种非声探测技术,是蓝绿激光水下军事应用的重要课题。至今国外已研制出几种实用样机,并经过飞行试验和实战。表明激光探潜探雷是有效的,特别是对于几十米水深的浅海水域更有效。     

激光空化产生水下假目标的新方案

提出了一种不同于传统方式的水下对抗新方案，该方案尝试利用激光光源在远处水下产生的空泡及其噪声来模拟潜艇螺旋桨在行进中产生的空泡及其噪声，作为假目标在水下对抗中得到应用。对实现方案的实验研究方法和研究步骤进行了初步探讨和研究。     

距离选通激光水下成像系统研究

通过阐述距离选通技术的基本原理,对距离选通激光水下成像系统的关键技术进行了分析。介绍几种典型的基于距离选通技术的水下成像系统,搭建有效的距离选通激光水下成像系统。展望距离选通激光水下成像系统的发展趋势。     

美国海军研究水下激光发声

据BBC网站2009年9月14日报道，美国军事研究人员正在开发一种新的通信方法，利用激光在水下发声。     

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.     

水下目标的激光声探测技术

高能脉冲激光聚焦于液体中,光击穿会伴随着光、声和空泡脉动等现象,其中击穿时等离子体膨胀产生的声和随后的空泡脉动产生的声统称为激光声。对产生的激光声信号进行分析,论证激光声信号应用于水下探测的可行性。设计激光声产生和测量分析系统,计算激光声信号的波束指向性、距离分辨力、噪声背景下和混响背景下的探测距离。结果表明,激光声声源在距离分辨力和声源级两方面满足对水下目标探测的要求。从理论推导和计算上初步证明了激光声信号可以应用于水下探测领域。     

水下激光成像系统数值模拟结果分析

水下激光成像技术是一种以激光、图像处理和噪声抑制等技术为基础的先进探测技术,该技术在海洋探测、目标防护、军事侦察等领域具有巨大的应用前景。数值模拟技术通过建立数学模型,然后利用计算机强大的计算能力对数学模型进行求解,从而为系统的设计及优化提供数据支撑。本文研究水下激光成像系统及其原理,构建前向和后向散射光模型。     

基于矩阵特征分解的水下声源匹配场定位

水下声源定位问题是水声信号处理领域的重点和难点,基于计算声场和接收声场相关性辨识目标距离、深度的匹配场定位方法具有广泛应用。针对Bartlett处理器宽容性好但分辨率低、最小方差处理器分辨率高但对失配敏感的问题,将空间谱估计中基于矩阵空间特征分解的目标定向算法引入匹配场定位。对水下单声源定位、双声源定位、环境失配处理等条件,对比3种定位算法的性能。仿真数据表明,与Bartlett处理器相比,基于矩阵空间特征分解的定位方法具有更高的目标定位准确度。与最小方差处理器相比,该方法在双声源定位时能够分辨相近声源,尤其对深度辨识更准确。实验数据表明,基于矩阵空间特征分解的处理器能够实现表面强干扰条件下的水下弱目标定位。     

基于虚拟仪器的舰船水下综合物理场测试系统设计

舰船的综合隐身设计是目前海军装备发展的一个趋势,论文通过对系统的功能分析,对舰船水下综合物理场的实测系统进行了设计,基于虚拟仪器技术实现了系统的研制,基于LabVIEW软件实现了测控软件的开发,系统经过海上实测,各功能满足设计要求,并进行了实船测试,为舰船水下综合物理场的特性分析提供了数据基础.     

陆战场激光诱饵系统作战协同问题研究

论文提出了激光诱饵分队与其他作战分队协同作战时应遵循的原则,针对激光诱饵分队与其他光电对抗分队、激光诱饵分队与陆战场主战装备分队这两种最可能产生协同关系的情况,重点研究了其指挥协同关系,并对激光诱饵分队与陆战场主战装备分队的协同给出了具体的协同方法,对发挥光电对抗的整体效能,进而提高被保护目标的抗精确打击能力和战场生存能力,保证作战行动协调一致的进行,具有一定的理论指导作用.     

潜艇在扇形波束声纳测速场中的水下测速

本文简要阐述了扇形波束声纳测速场的设施及其水域条件，论述了潜艇水下测速基本方法。     

水下不同边缘扁平结构散射声场特性研究(英文)

鉴于实际中存在的水下扁平结构的边缘特点,也为研究不同边缘附加结构形式对其散射声场的影响规律,并为边缘衍射效应影响抑制机理与技术等奠定基础,本文通过采用边界积分方法和边界元数值计算技术,并结合水下目标散射强度估计和水声无源材料自由场测试等工程实际,对不同边缘结构形式的水下扁平结构在不同频率范围和空间几何配置条件下的散射声场分布规律开展了定量的研究与分析.研究结果表明:在发射声源与结构几何配置等条件一定的情况下,无论前向散射还是镜向散射,附加边缘结构扁平矩板结构散射声场在频域和空间分布趋势上与未附加边缘结构的基本一致,即低频段起伏较小,而中高频段则波动较为剧烈,与结构距离越近越剧烈,这在前向散射中表现得尤为明显,其与波贡献主要成分、附加边缘的结构类型、边缘结构附加方式、结构参数、声波相干作用和边缘重数等因素密切相关.     

水下航行器的尾流场测试误差分析

采用Realized k-ε湍流模型求解Reynolds平均Navier-Stokes方程,对SUBOFF全附体模型分别在风洞和水池试验条件下的尾部伴流场进行了三维粘性数值模拟,计算结果同试验结果具有很好的一致性,对两种试验条件进行模拟所得的结果是完全一致的,计算结果表明,在风洞和水池进行水下航行器尾流场试验所获得的结果差异主要是由于测试误差引起的.     

基于改进人工势场法的水下滑翔机路径规划

研究了水下滑翔机在单个运动周期下躲避障碍物的路径规划问题,针对水下滑翔机运动特点,采用改进的人工势场法,规划出避障路径。首先,对传统的人工势场法进行改进,以克服局部极值与目标不可达问题,并引入速度势场函数,将静态势场转变为动态势场;然后,将水下滑翔机的运动特性及约束考虑进来,提出障碍物影响半径确定方法;之后,分析了定常海流对路径规划的影响。最后,以HUST-2号水下滑翔机为例在不同情况下进行仿真试验。结果表明,所用方法能使水下滑翔机成功避开水中静态与动态障碍物。