拖曳声纳阵隔振模块性能计算分析

在现代反潜、海洋水文和资源勘探测量中 ,拖曳线列阵声纳得到了越来越广泛的应用。为了进一步提高拖曳式声纳的工作性能 ,必须在声阵模块前、后插入性能优良的隔振模块。本文利用有限元法计算分析了隔振模块在水下的隔振性能。计算表明 :隔振模块的隔振性能与其长度、阻尼、所受到的拉力和激振力有关。其中隔振模块的长度是影响隔振效果的主要因素。随着隔振模块长度的增加 ,其隔振效果将变得越来越好。在长度、阻尼、激振力相同的情况下 ,拉力小时隔振效果较好。在其他条件相同时 ,激励频率越大 ,隔振效果越好 ;阻尼越大 ,隔振效果越好。在相同拉力和激振力作用下 。

拖曳声纳阵隔振模块性能实验分析

在现代反潜、海洋水文和资源勘探测量中,拖曳线列阵声纳得到了越来越广泛的应用。为了进一步提高拖曳式声纳的工作性能,必须在声阵模块前、后插入性能优良的隔振模块。本文对隔振模块在水下的隔振性能进行了测量。结果表明:隔振模块的隔振性能与其长度、所受到的拉力及激振力的频率和幅值有关。其中隔振模块的长度和激振力的频率是影响隔振效果的主要因素。随着隔振模块长度的增加,其隔振效果将变得越来越好。在长度、激振力相同的情况下,拉力小时隔振效果较好。在其他条件相同时,激励频率越大,隔振效果越好。在相同拉力和激振力作用下,隔振模块的隔振效果的起始频率随隔振模块的长度增加而减小。

一种被动拖曳声纳阵列信号模拟器设计

声纳基阵信号模拟器是一种实用的可仿真实际检测目标及使用环境的阵元级信号发生器。设计的被动拖曳声纳阵列信号模拟器,仿真了拖曳阵的拖船干扰时域信号和空间传播特性、目标辐射信号以及环境噪声。通过预设定拖船干扰宽带功率谱,以AR模型拟合该功率谱,利用海底、海面对声场的一次反射作用仿真了拖船干扰的空间多途信道。采用插值滤波器,解决了宽带信号阵元间延时的时延精确控制问题。

被动拖曳线列阵声纳左右舷分辨方法及误差分析

被动拖曳线列阵声纳是一种重要的水下探测工具,具有在海洋环境中实现高分辨率目标检测和定位的能力。本论文主要研究了被动拖曳线列阵声纳系统中的左右舷分辨方法和误差分析。首先,介绍了被动拖曳线列阵声纳的基本原理和工作原理。接着,详细讨论了左右舷分辨的关键技术,并提出了几种常用的方法。最后,对误差来源进行了分析,并提出了减小误差的补偿方法。通过本论文的研究,可以为被动拖曳线列阵声纳系统的左右舷分辨提供有益的指导和参考。

基于FBG对的低加速度灵敏度拖曳声纳阵水听器

拖曳声纳阵列要求水听器在进行变速运动时不影响对水声压力信号的正常探测,这就要求水听器具有很高的抗加速度能力。为此介绍一种利用光纤光栅设计制造的对加速度不敏感而对水声压力信号具有高灵敏度的光纤水听器的实验研究结果。研制的光纤水听器声压灵敏度约为-140 dBrad/μPa,在25～6 300 Hz频率范围内具有平坦的声压灵敏度响应,波动小于±1.5 dB。在25～1 000 Hz频率范围内的加速度灵敏度不大于-30dBrad/g。

拖曳线列阵声纳护套用聚氨酯的声学性能及材料体系

流噪声是影响拖曳线列阵声纳信噪比的一种主要自噪声。首先通过介绍湍流边界层脉动压力的产生及其对护套的作用方式 ,探讨了拖曳线列阵声纳护套内流噪声的产生机理 ;其次通过分析聚氨酯 (PU)的透声和降噪机理 ,讨论了PU的声学性能 ;最后从PU单一体系和互穿聚合物网络 (IPN )两个方面 。

基于拖曳线列阵声纳的潜艇武器发射噪声监测仿真研究

为了轻便快捷地获取潜艇发射雷弹时的辐射噪声,基于潜艇"水放"操纵训练理论,设计了通过本艇进行回转机动利用艇载拖曳线列阵声纳测量的方案。基于试验的实际情况,根据潜艇拖曳阵模型,仿真生成了各水听器阵元与本艇的位置关系;根据噪声源理论模型分析产生雷弹发射模拟噪声,利用SαS分布模拟武器发射冲击噪声,仿真分析模拟噪声在海洋环境中的传播衰减,对阵元信号分别利用最小方差无畸变响应法(MVDR)、空间平滑MVDR以及适应子带的波束域多重信号分类(BMUSIC)算法进行信号处理,得到发射噪声的声源级、频谱结构和方位。仿真结果表明,试验设计方案在减少测量成本、简化试验保障条件的基础上,实现分离发射噪声和潜艇辐射噪声的目标,可以获取开展发射装置减振降噪研究的发射噪声数据。

双舰拖曳线列阵声纳对目标被动定位最佳舰距的确定

本文提出了双舰拖曳线列阵声纳对目标被动定位采用测向一交叉定位的方法及其有效定位面积和最佳舰距的计算公式，并给出了相应的计算结果，以及其在反潜编队中的配置。

浅谈舰船拖曳线列阵声纳的发展

声纳作为探测潜艇的有效装备，从其诞生之日起就伴随着潜艇技术的发展而发展。鉴于低频大功率声波在海水中的传播特性以及与基阵的关系，开发大孔径低频被动声纳技术是解决远程探潜问题、进行有效反潜的必要前提。二十世纪70年代末。

基于拖曳线列阵声纳与ARPA雷达的目标分选

拖曳线列阵声纳是反潜战的重要船载装备,能够远距离发现水上和水下的目标,而船载ARPA雷达主要用于探测水上目标。基于此,本文研究利用拖曳线列阵声纳和ARPA雷达的信息融合,实现对探测目标的水上和水下位置的分选。首先,本研究选用分布式信息融合模型,先分别对声纳和雷达数据进行空间配准,然后使用自适应的α-β滤波算法进行时间配准,接着采用最近领域法对多目标进行航迹关联,最终实现水上与水下目标分选。通过MATLAB建模与仿真表明:与一般的方法相比较,本文提出的方法在空间复杂度和时间复杂度上表现更好,能够实时对多目标进行分选。

拖曳线列阵声纳分辨探测盲区附近目标左右舷的方法

在研究拖曳线列阵声纳通过本艇机动分辨目标左右舷实施方法的基础上,分析了影响其分辨目标左右舷的要素,提出了当目标位于拖曳线列阵探测盲区附近时,本艇增大转向机动的角度以及分辨目标左右舷的方法,对拖曳线列阵声纳的实际使用具有一定的价值。

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。

拖曳线列阵声纳

在浩瀚大海上,一艘苏联潜艇故意撞击正在游弋的英国潜艇,致使后者拖曳的“长尾巴”被扯断。这条“长尾巴”被苏联潜艇劫掠而去。苏联潜艇为什么对这条“长尾巴”如此感兴趣呢?原来,这神秘的“长尾巴”不是别的,正是为适应反潜战的需要而专门设计的拖曳线列阵声纳(towed array sonar systom)。如今,在美国、英国海军一些舰艇尾部。

基于经验模式分解的拖曳式声纳拖船噪声抵消研究

拖曳式线列阵声纳的拖船噪声具有多途角扩展等特点,并且是一个非平稳过程,使得对该噪声的消除或抑制是一大难点。经验模式分解是一种用于分析非线性非平稳信号的新方法,该方法自适应地将嵌于数据内部的多个固有模式函数逐一分解开来。本文尝试利用经验模式分解方法分离出水听器接收信号中的拖船干扰噪声,从而达到消除干扰的目的。海上试验数据的处理结果充分验证了这种方法的可行性。

矢量水听器拖曳阵的信号模拟器设计

本文中所设计的基于矢量水听器的拖线阵声纳模拟器,仿真了拖线阵的拖船干扰时域信号和空间传播特性,以及矢量水听器偶极子指向性。对于拖船干扰的仿真用Ecs模型来设定宽带功率谱,以AR模型来拟合指定功率谱,利用海底、海面对声场的一次反射作用仿真了拖船干扰的空间多途信道。利用插值滤波器的方法按照设定的时间精度仿真了宽带信号的阵元间精确延时。处理该模拟器所产生阵元时空采样仿真信号而得到的波束形成结果验证了该模拟器的有效性。

拖曳线列阵流噪声抑制实验

拖曳流噪声主要由流激缆阵振动和湍流边界层起伏压力引起的两大类噪声组成。已有研究表明当拖曳线列阵声纳达到一定拖速后,流噪声是限制低频拖曳线列阵声纳探测性能的主要因素,因此,研究流噪声抑制方法对提高低频拖曳线列阵声纳探测能力具有重要的意义。通过设计不同测量阵段构建流噪声测量系统,利用实验测量数据研究流噪声空间相关性和流噪声抑制方法。通过研究表明,利用4~20个密排水听器构成水听器组较单个水听器在500Hz以下可提高8 dB^15 dB左右的流噪声抑制能力,同时也可通过柔性的水听器安装结构达到抑制流激振动流噪声效果。

编队舰船对各自拖线阵声纳DOA估计性能的影响

拖船辐射噪声是影响拖曳线列阵声纳探测性能的重要因素。就编队舰船辐射噪声对各自拖曳线列阵声纳采用常规波束形成方法、最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)波束形成方法和盲源分离与MVDR波束形成融合方法时方位估计性能的影响,进行了全面的仿真比较。结果表明,编队舰船噪声对常规波束形成方法、MVDR波束形成方法的影响非常严重,必须采取措施对其进行抑制;而盲源分离与MVDR融合方法则表现出了优越的性能,一定程度上抑制了编队舰船噪声对拖曳线列阵声纳方位估计的影响。

基于目标舷角分布范围的拖线阵声纳左右舷分辨推理模型

被动拖曳线列阵声纳存在目标左右舷模糊的问题,现有分辨模型可能导致误判。为克服现有模型的误判问题,综合考虑目标距离、初始舷角以及本舰机动角度等重要影响因素,建立了本舰转向完成重新测得目标时目标舷角(θ1)分布范围的解算模型。基于该模型得到目标分别位于本舰左舷或右舷时目标舷角对应的分布区间1和区间2。根据区间1和区间2的不同组合以及θ1值落在区间1和区间2的不同情形,建立了拖曳线列阵声纳左右舷的新模型。最后,实例验证了模型的适用性和正确性。

矢量水听器线列阵的被动合成孔径技术

针对拖曳线列阵声纳的方位估计问题 ,提出了由矢量水听器构成线列阵 ,运用被动合成孔径技术来提高方位估计性能的方法 .该方法利用矢量水听器本身所具有的 cosθ形式的指向性 ,从而克服了由传统声压水听器构成的线列阵所固有的左右舷模糊问题 ;利用舰船噪声低频段的线谱成分 ,采用被动合成孔径技术实现有效孔径的扩展 ,从而以小物理孔径的拖线阵达到大物理孔径拖线阵才具有的方位分辨力 .通过仿真实验 ,验证了该方法的可行性和有效性 .

拖线阵目标左/右舷分辨技术研究(Ⅱ)──噪声相关性模型

本文绘出了利用三元水听器组实现拖线阵目标左右舷分辨的噪声相关性模型，进行了理论分析和计算，通过对实验数据的处理和分析，验证了理论计算的结果，并将处理算法扩展到宽带情况。研究结果表明基于噪声相关性模型的三元水听器组是能够进行左右舷分辨的，并且算法简单，易于工程实现。