基于仰视声呐的冰厚探测技术研究

北极地区在航运航道、资源勘探、军事及科学考察等方面具有重要价值,极地开发迫切的需要一种可靠的冰厚探测技术。文章比较了基于压力差法和时延差法两种仰视声呐冰厚探测技术,研究了基于声波在冰层中的传播衰减和信号的模糊度图,设计了冰厚探测的发射信号。最后进行了冰厚探测水池试验,结果验证了基于仰视声呐冰厚探测技术的有效性,并分析了冰厚探测误差。

一种含有空腔的声学覆盖层隔声性能研究

为了降低水下结构的振动声辐射,提高传统阻尼覆盖层的声学性能,设计了一种含有空腔的声学覆盖层,并分析了其在水下的隔声性能。文章通过有限元的方法建立声波导管模型,并将设计的声学覆盖层等效为均匀介质,以此建立了敷设此种声学覆盖层的钢板在声波入射下的声辐射模型。采用Virtual.lab声学计算软件仿真计算了模型的隔声量,实验测试了声管中模型单元的隔声量,实验结果与理论计算较为符合,验证了文章中设计的声学覆盖层具有优良的隔声性能。

基于冰内孔隙率的冰中声速经验公式的研究

冰介质中的声速特性受温度、盐度、密度等因素影响,是一个随时间和空间变化的不稳定值。研究了冰介质中温度、盐度、密度三个物理量在垂直方向上的变化特性,引入孔隙率作为冰中声速特性的表征因子,利用孔隙率与温度、盐度、密度已有的函数关系,通过大量天然冰的实验数据,得到淡水冰中声速关于温度、盐度和密度的经验公式。进行了河冰声速测量的外场试验,验证了淡水冰中声速的经验公式的有效性,并利用该声速经验公式研究了淡水冰垂直方向上的声速剖面。文中所做的相关研究可为以后研究利用冰介质中的声速特性提供借鉴,为以后利用声学方法,在极地或我国北方高纬度地区进行冰层厚度监测,了解寒地冰层的更替、演化以及气候变迁等工作奠定研究基础。

多点阵测向的数学模型及误差估计

提出了多点阵声呐测向的数学模型并对误差进行了估计,对3点阵、4点阵直到10点阵进行了不同方向的仿真计算。其特点是不要求声呐各点阵之间共线和等距,给基阵安装带来方便,能最大限度地利用潜艇壳体,以提高声呐对目标的探测能力。

基于全桥拓扑的声呐发射机功率电路设计

声呐发射机完成特定形式的电信号的功率放大,通过发射换能器将电信号转换为声信号辐射到水中。介绍了全桥拓扑结构的工作原理和基本电路结构,详细分析了高输入电压下全桥功率电路设计技术难点,完成了全桥电路设计、利用ADuM5230芯片搭建驱动电路及相关波形设计,完成功率电路的制作和调试。实验室可靠性测试表明,该全桥拓扑功率电路工作性能良好,满足设计要求。

Pearson分布混响背景下OSGO和OSSO检测器设计

研究Pearson分布混响背景下恒虚警检测器设计问题,提出2种具有多目标干扰抑制能力的OSGO(排序选大)和OSSO(排序选小)检测器,验证两类检测器的恒虚警特性,并分别推导虚警概率和检测概率的数学表达式。仿真结果表明,OSSO检测器具有最好的抗多目标干扰能力,OSGO检测器与OS检测器性能相近。2种检测器计算复杂度相比,OS检测器均降低一半。

一种新的主动声纳模糊均值CFAR检测器

为了改善主动声纳的检测性能,本文研究了非高斯分布混响背景下采用模糊逻辑方法进行恒虚警检测设计的问题,提出了一种二元分布式模糊均值恒虚警检测器,两个子检测单元分别计算映射到虚警空间的隶属函数值,通过融合中心得到全局隶属函数值,实现背景混响功率水平估计,从而进行目标判决。仿真结果表明,基于代数和融合准则的检测器性能是最稳健的,相比传统的二进制"与"逻辑以及"或"逻辑,能够提供更好的检测效果。