多波束声呐声学参数校准系统设计

依据水声计量测试原理与方法,设计了一套多波束声呐声学关键参数的计量校准系统。利用多维运行控制装置,在消声水池中对多波束声呐进行了声源级、工作频率、波束宽度、脉冲宽度等声学指标的校准。阐述了校准系统的主要组成、计量器具控制和校准方法。实现了在等效自由场、远场中对水下声呐换能器位置的精确控制、声信号采集与分析等功能。通过不确定度评定,给出了该校准系统工作频率、波束宽度测量结果的扩展不确定度。通过参考值与标称值比对,求得被检多波束声呐声源级误差小于0.7 dB,工作频率误差小于0.03%,脉宽误差小于2%,波束宽度误差小于10%。     

一种多波束声呐在船舶水下安检系统中的应用

针对船舶水下安检技术发展现状,介绍了一种应用于船舶水下安检的多波束声呐系统的组成和原理,开展了一系列的湖上试验。通过对试验船只水下部分的声学扫描,得到了船底三维图像及船只吃水信息。试验结果表明,系统可应用于船底异物检查、船只吃水检测等船舶水下安检领域。     

国产多波束侧扫声呐系统水上测试及性能分析

近年来,国产多波束侧扫声呐取得了快速的发展,本中心于2021年引进了新型国产设备:Shark-S455M型多波束侧扫声呐.为科学评价设备实际性能,积累设备使用经验指导实际生产,通过对海底沉船进行扫测,组织进行了相关验收测试工作.基于笔者从事侧扫声呐应用的工作经验,分析了该型多波束侧扫声呐的分辨能力和扫宽能力.     

多波束测深系统无线通信技术

介绍传统多波束测深系统原理、工作方式及其缺点。利用无线局域网技术代替传统多传感器设备有线连接技术,实现多波束测深系统多传感器的无线连接通信,并总结多波束测深系统无线通信技术的特点。     

多波束测深系统声速改正技术

海水声速是多波束测深系统进行水深测量的重要参数之一。声速剖面的是否正确直接影响测量结果的精度和可靠性。文章从声速在海水中的传播出发,阐述海水中声速的测量,并通过对海区实验数据的分析,对声速的较正方法进行了探讨。     

高分辨率ISAR成像技术研究

当运动目标旋转的角度较大时,ISRA成像会因为反射波越距离走动的问题,成像的分辨率低,图像不清晰。针对这种问题,本文提出运动目标图像子图像融合算法。本文算法通过将大角度旋转的高分辨率图像分块成低分辨率的子图像,然后对子图像进行裁剪、平移等处理,最后进行子图像的融合而获得高分辨率的ISAR成像图像,并通过对比实验来说明本文算法的有效性。     

实时三维多波束声呐在海底管道勘测中的应用

为了勘测海底石油管道在海床中的赋存状态,保证石油管道安全生产,以三维多波束声呐为测量设备,结合海上勘测实例,主要从海底管道路由勘察及海底管道断点位置定位等方面进行了分析.得出三维多波束声呐在海底勘测中具有便携、快速、实时成像等优点.尤其在海底管道发生泄漏时,显示管道的赋存状态,实时量取管道位置、长度和悬空高度等数据方面...     

嵌入式多波束声呐船体大开口加强结构优化研究

开口处的船体结构强度分析与评估是船舶设计与建造过程中的关键环节。采用有限元法建立某船体结构数值模型,结合强度校核规范,进行船体底部嵌入式多波束声呐大开口区域的船体结构强度分析。结果表明,开口区域船体结构的强度、加强结构型式的设计等在设计过程中应引起足够的重视。设计5种开口加强方案,通过对比总结了开口纵向位置、内凹槽直角或转圆过渡型式等因素对结构强度的影响特点。通过上述研究可知,横向开口对船体加强结构的强度影响更大,对横向开口处纵向构件进行多方案优化设计可有效掌握目标区域结构的应力分布变化及受力特点。最后提出一种较佳的设计方案,既有利于提高船体结构的强度,又便于设备的安装。     

基于水下高速小目标末弹道测量的实孔径成像声呐波束形成研究

针对在没有水下弹道测量系统配合的水域利用实孔径成像声呐测量高速小目标末弹道应用背景,成像声呐需要低旁瓣波束形成,本文提出一种基于Dolph-Chebyshev加权的波束形成方法,给出该波束形成方法的阵列设计约束条件和权值计算方法,通过Matlab仿真实验定量分析几种常规波束形成方法的性能,证明该方法相对于其他常规圆阵波束形成方法的优势,以期供相关声呐波束形成设计参考。     

多波束切换技术在船载卫星通信系统中的应用

船载卫星通信技术凭借其自身优势,在海洋移动通信、军事侦察、灾难救援等领域发挥着重要作用。近年来,随着网络技术的发展,船载卫星通信系统如何满足人们对数据传输和高带宽等的需求,成为行业研究热点。多波束切换技术能够实现卫星频率的复用,提高卫星信道的利用率,保障卫星通信的带宽质量。本文设计实现基于概率估计的多波束切换算法,该算法能够避免波束过早切换,缓解波束切换过程中产生的"乒乓切换"问题。     

三维声呐成像系统在防波堤水下安装块石中的运用

防波堤工程水下块石安装的效率及安全是工程中至关重要的部分,而传统的安装方法和检测手段存在严重不足。三维实时声呐成像系统有效克服了传统方法的弊端,具有实时、高效、清晰、保证人员安全的优势。并且能够在水下能见度极低、海况条件差等复杂条件下正常工作。以以色列阿什杜德港防波堤工程为例,总结利用水下三维声呐成像系统安装人工护坡块石所采取的技术与控制措施,具有较高的适用和推广价值。     

自适应抵消技术船舶综合声呐系统

船舶声呐系统利用水下的声波传播原理,可以进行水下探测、船舶通信和定位等,尤其在现代海上军事舰船的作战任务中,能发挥重要的敌军潜艇、舰船检测功能。由于特殊的水下工作环境,舰船声呐系统在采集声波信号时往往含有大量的噪声信息,影响声呐系统的信号精度。本文研究的主要内容是船舶声呐系统的噪声控制,采用自适应抵消技术和自适应滤波器技术,设计新型的船舶综合声呐系统,并对该系统的工作原理和工作流程进行了详细介绍。     

一种高精度声呐波束发射系统的设计与实现

为解决传统声呐发射系统利用移位寄存器的冗余效应的设计方法所引起的精度不高问题,介绍一种采用DSP芯片与FPGA芯片结合设计的声呐发射系统的方法.该系统可同时产生多路信号,每路信号均可独立调节、设定,且各路信号可严格同步,并可按要求设定时延控制、循环发射等功能,各路信号间的延时精度可达200 ns,从而为波束发射系统的开发提供了一种新的思路.实践表明,该方法具有实现过程简单、精度较高的特点,适合于工程应用.     

一种基于双曲波束形成的多波束底检测技术

基于能量的底检测技术在多波束测深系统中被广泛采用,但常规波束形成的波束宽度受到阵列孔径的限制,且旁瓣较高,造成能量泄漏,对基于幅度的海底检测技术造成一定难度,影响系统的检测性能.本文在分析双曲波束形成波束特性的基础上,将这种技术应用到基于能量的多波束底检测技术中,并通过实验数据分析,验证了在基于能量的底检测中引入双曲波束形成技术,可以在减小波束宽度的同时抑制旁瓣,从而有效提升系统检测性能.     

基于TODA信息的多基地声呐系统定位算法

建立T-Rⁿ型多基地声呐定位几何模型,在基于TDOA时间信息进行定位时,分析模型中存在的3种误差计算公式;根据模型分别推导出在未知误差和已知误差条件下的最优线性算法以及定位误差表达式。通过仿真分析模型中3种误差对线性算法的影响,仿真结果表明,观测时间误差对定位误差影响最大;分析模型中观测时间误差的不均匀度对3种算法的影响,其对最小二乘法的影响最大,同时两步最小二乘法随误差不均匀的增加而减少。研究成果可为T-Rⁿ型多基地声呐系统的总体设计、站址配置和误差分析提供理论支撑,为T-Rⁿ型多基地声呐系统基于方位角、时延等信息进行定位时提供分析思路,同时可为后续的Tⁿ-Rⁿ型多基地声呐系统研究奠定基础。     

混响背景下基于波束成形的声成像技术

为了探究如何在混响场中对目标声源进行精准定位,首先模拟混响环境,构建点声源和阵列测量面,分别利用常规波束成形算法、基于正交匹配追踪的反卷积波束成形算法以及基于脉冲响应函数的自适应波束成形算法对不同频率下阵列接收到的信号进行处理,得到声成像效果图;其次在混响背景的条件下加入干扰噪声,分别利用以上3种算法对信号进行处理,通过对比分析声成像效果以及各算法的运行时间,确定基于脉冲响应函数的自适应波束成形算法的定位效果最佳。     

一种新的宽带声呐波束域背景均衡方法

提出一种新的宽带波束域背景均衡方法--差分邻域均衡算法,通过两步实现波束域的背景均衡.与波束域OTA背景均衡算法相比,差分邻域均衡法更易于工程实现.计算机仿真结果表明,差分邻域均衡算法在均衡背景噪声的同时可以较好的保留目标信号,改善了声呐的显示效果,使目标方位更加清晰.     

多基地声呐目标模拟器中的波形设计技术

根据多基地协同探测试验的需要,使用目标模拟器代替真实目标产生散射信号辅助完成试验。目标模拟器主要完成对目标位置信号的接收、检测、处理、存储、发射等过程。采用2次接收转发1次的方式解决由于系统处理时延引起的目标散射信号实时性问题,并且采用脉冲对的波形设计使得目标模拟器能够实现对不同探测波形的模拟。海上试验表明,这种模拟器波形设计方式能够真实满足多基地声呐探测的试验需求。