水下航行体自由表面波浪尾迹红外特征及探测

水下航行体在航行过程中,会在海面形成特性波纹尾迹,可利用这种尾迹实现红外探潜。根据势流理论和"面元"法,模拟了水下航行体在海面上产生的波浪尾迹,采用射线跟踪算法建立了表面尾迹的红外成像模型,综合考虑海面环境因素的影响,研究了多种航速和潜深下自由表面尾迹不同探测方位角的红外成像特征。结果表明:低航速下尾迹红外特征主要表现为波形较小的横波特征,高航速下尾迹表现为较为明显的纵波特征;在航行过程中,可通过控制航速和潜深来有效规避海面特性波纹的产生;探测方位位于航行体航向方向更易发现尾迹波形特征;利用自由表面尾迹波形红外特征进行探潜,主要适用于潜艇高航速航行或通气管航行状态及其他潜深不大的情况。研究结果对红外探潜及潜艇隐蔽性航行具有重要的指导意义。

SAR探测水下运动物体波浪尾迹的模拟研究

水下运动物体可以在海面产生波浪,这种波浪与海洋表面波相互作用改变了海浪谱的高低频分布而形成波浪尾迹。将这样的波-波相互作用处理为对背景海浪谱的扰动,利用海面微波散射的二尺度模型,分析波浪尾迹对雷达散射系数的影响,并给出相应的数值计算模型;对水下不同运动状态物体的波浪用汇源分布法计算出波面函数,将它们分别与一些特定海况的海浪波面函数叠加,并对之进行微波后向散射测量仿真计算,给出波浪尾迹的SAR(SyntheticApertureRadar、合成孔径雷达)探测图像;再利用二维谱分析技术对模拟SAR图像进行处理,提取波浪尾迹信息。初步结果表明,SAR探测下运动物体是可行的。