分布反馈式光纤激光水听器拖曳线列阵实验研究

为了进一步增大光纤拖曳阵的探测距离,研制了缆径为16mm的32元分布反馈式光纤激光水听器拖曳线列阵.阵元在10~2 000Hz频率范围内的平均声压灵敏度为-142.7dB(re 1rad/μPa),波动幅度小于±2dB.基于声光调制器的时分、波分联合复用技术实现了32元光纤激光水听器的多路复用,各个阵元之间以及各个通道之间的串扰均小于-40dB,并完成了静态和动态拖曳湖上实验.实验结果表明,研制的32元分布反馈式光纤激光水听器拖曳线列阵无论是在静态,还是在6~16节的动态拖曳状态,都能对目标形成稳定的波束指向,与GPS轨迹记录完全一致,展现了分布反馈式光纤激光水听器拖曳线列阵在工程上的应用前景.

基于远近场声传播特性的拖线阵声纳平台辐射噪声空域矩阵滤波技术

针对拖线阵声纳平台噪声构成近场强干扰影响声纳弱目标探测的问题,利用近场平台噪声的多途传播特性及远场目标信号的平面波传播特性,将匹配场定位技术和平面波目标方位估计技术结合,利用平台噪声到达接收阵的拷贝向量以及平面波方向向量共同设计具有强干扰抑制功能的空域矩阵滤波器,实现了近场平台噪声抑制.设计两种最优化问题,获得不同的噪声抑制效果,给出它们的最优解,验证了解的正确性,找出解之间的关联.解释了平台辐射噪声在阵列端首方位附近构成强干扰的原因,同时解释了空域矩阵滤波后存在探测盲区的原因.由仿真可知,空域矩阵滤波处理可获得更小的探测盲区,同时获得盲区外更高的探测能力.

两系杂交籼稻云光15号秋繁制种高产技术研究

以1999-2002年在云南省水富县采用不同海拔分期播种的方法对云光15号双亲特征特性及母本蜀光357S育性转换规律的研究结果为基础,提出秋繁制种并对其高产制种技术进行研究。2001-2003年共制种13.3hm2,其单产稳定在2.98 L/hm2以上,高产农户单产达4.28 L/hm2。

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 .

主、被动拖曳线列阵远程目标定位

该文讨论了主、被动拖曳线列阵的远程定位问题。首先得到了主、被动拖曳线列阵接收的散射声场方程,利用简正波滤波新方法,通过短线阵的水平移动,实现远程目标方位、深度及距离的定位。数值仿真结果表明,通过阵列的移动,可以合成大的孔径,提高目标的方位、距离估计精度。对主、被动拖曳线列阵,利用简正波滤波方法可以很有效地实现对目标方位、深度及距离的估计。

基于舰船噪声线谱特征的ETAM方法仿真研究

拖曳线列阵的方位分辨率是一项重要性能指标,而它被拖曳线列阵的阵列孔径所限制。针对这一问题,文中提出了基于舰船噪声线谱特征的ETAM方法,利用舰船噪声在低频段的稳定线谱成份,采用ETAM被动合成孔径算法扩展拖曳线列阵的孔径,从而达到显著提高方位分辨率的目的。只要ETAM的积分时间小于海洋声信道的时间相关长度,可将拖曳线列阵的等效孔径扩展到不大于海洋声信道的空间相关长度的任意尺寸。经仿真实验验证,该方法是有效的、可行的,且算法简单、易于实时实现,是一种具有良好应用前景的高分辨方位估计方法。

不育临界温度值不同的培矮64S近等基因系选育

采用人工控制的系列温度条件 ,对光温敏核不育水稻培矮 64S- 5株系的高世代自交 (近交 )群体进行单株雄性育性鉴定与系统选择 ,再经 10代自交纯化 ,获得一套不育临界温度分别为 2 3℃、 2 4℃、2 6℃和 2 8℃的培矮 64S近等基因系。这套材料对研究水稻两用核不育系不育临界温度高低的遗传规律和花粉的育性温度控制机理有重要意义 ,其中不育临界温度为 2 3℃的培矮 64S具有较好的不育稳定性和遗传纯合性 ,可直接应用于两系杂交水稻生产。

基于噪声相关模型的二元水听器组左右舷分辨技术研究

文中针对拖曳线列阵声纳的左右舷模糊问题 ,提出了一种全新的线列阵基阵结构 :二元水听器组 ,并采用噪声相关模型实现左右舷分辨。经过理论分析和仿真实验研究 ,证明了基于噪声相关模型的二元水听器组能够有效地解决单频、多频和宽带情况下的左右舷分辨问题。而且二元水听器组比三元水听器组结构简单、安装精度要求低、花费相对低廉、算法简单、易于实时实现 。

三元组拖线阵声纳宽带最佳阵处理左右舷判别性能的仿真研究

应用三元组的阵元结构和最佳阵处理算法可以解决宽带下左右舷分辨这一现代拖线阵声纳设计的难题。文章首先简介了一种获得三元组拖线阵声纳宽带最佳阵处理垂直指向性图的方法,并阐述了如何基于垂直指向性图进行左右舷分辨。然后在大量仿真基础上,深入探讨了噪声结构、目标方位、阵横滚等诸要素对左右舷判别性能的影响,最后作了规律总结。

拖曳线列阵声呐的研究现状与发展趋势(英文)

对反潜技术的需求促进了拖曳线列阵技术的发展,拖曳线列阵反潜技术的快速发展,使其越来越成为现代反潜战中不可或缺的技术。因此,有必要追踪了解国内外拖曳线列阵的研究现状,并预测拖曳线列阵技术的发展趋势。

长线阵声纳左右舷分辨仿真研究

长线阵声纳是拖曳线列阵声纳的一种重要形式,左右舷模糊问题是其主要缺点之一。针对长线阵声纳满足近场条件的特点,当长线阵声纳呈直线状态时,根据时域波束形成原理建立以目标方位和距离为自变量的目标函数。根据频谱分析后所得的目标频率,对方位和距离两个参量进行二维搜索,得到目标函数灰度图。当长线阵声纳所在拖体转向机动时,利用长线阵声纳首尾两航向传感器的数据对长线阵声纳的阵形进行预报,在此基础上改写目标函数,再次通过二维搜索得到目标函数灰度图,根据阵形弯曲前后目标函数灰度图的变化,可辨别出目标方位和虚源方位,从而得到一种新的左右舷分辨方法。仿真结果表明目标函数灰度图变化直观明了,所提方法可有效解决长线阵声纳左右舷分辨问题。

基于声场干涉结构的双水平阵(元)被动测距

为探寻适用于拖曳线列阵声呐的被动测距方法,基于海洋波导的重要特征一低频声场具有稳定可观察的干涉结构,结合波导不变量理论提出了两种被动测距算法。采用双水平阵(元)模型,分别获得各阵(元)的LOFAR图和方位时间历程后,对LOFAR图进行Radorn变换提取干涉条纹的频率时间历程,进而结合各测距算法实现被动测距。并通过仿真研究和定位精度分析,验证了算法的可行性。

拖船噪声抵消与左右舷分辨联合处理方法的研究

利用拖曳双线阵声纳基阵结构的左右舷分辨能力,并结合拖船相对于拖曳线列阵的空间位置关系,本文提出一种拖船噪声抵消与左右舷分辨联合处理的方法,在波束域分别形成左右波束并将映像波束相减,在检测目标并进行左右分辨的同时,可以显著抵消拖船噪声。海试结果验证了该方法的有效性,拖船噪声被抑制掉约14dB,同时正确分辨出目标的左右舷方位。

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。

水平变化环境下的拖线阵海底参数反演研究

匹配场反演(MFI)方法是快速获取海底参数的一种有效途径。常规方法采用垂直阵(VLA)可以实现海底声学参数的反演,但是其机动性较差,无法实现大面积海域海底声学参数的快速获取,而且随着声源与VLA之间距离的增大,水平变化环境将严重影响VLA的反演效果。拖线阵的优势在于能够快速机动,声源与接收阵可以同时拖动,保持较近的相对距离,从而减弱甚至忽略水平变化性对反演性能的影响。研究了利用拖线阵在水平变化环境下对海底参数进行反演的方法。反演采用低频宽带声源信号和线性匹配场处理器,并引入贝叶斯理论与蒙特卡罗方法对参数的后验概率密度(PPD)进行分析。研究结果表明:在水平变化环境下,拖线阵同样能实现海底声学参数的准确反演,并且随着声源频率数量的增多、拖线阵长度的增加,MFI结果收敛更好、可信度更高。通过计算声场传播损失并与真实海洋环境声场比较发现,反演得到的海底参数用于声场预报时,误差较小,验证了反演方法的正确性。

孔径扩展的一种改进算法

针对扩展拖曳阵尺寸算法进行阵列扩展中存在的重叠阵元位置约束问题,提出了一种基于扩展拖曳阵尺寸算法的改进阵列扩展算法。该算法通过在测量间隔内增加快拍获取时域信息,再将重叠相关器提供的孔径域相位信息平均化处理,获得相位修正因子补偿拖线阵连续测量的相位差,实现孔径扩展。该方法能够在未知源的先验信息和连续测量中阵元的空间位置不重叠情况下实现孔径扩展。仿真和实验结果表明,该方法能有效扩展阵列孔径,准确估计信号到达角。针对较低信噪比信号,该方法能够获得比扩展拖曳阵尺寸算法更好的相位估计和方位分辨性能。

拖曳线列阵隔振模块采用遗传算法的参数优化

为了更好地预报拖曳线列阵隔振模块的隔振性能,利用有限元软件ANSYS建立拖曳线列阵隔振模块的二维参数化流固耦合模型,并考虑负载(声振模块)对隔振模块的影响,将伪并行改进遗传算法与ANSYS参数化设计语言APDL相结合,实现对隔振模块主要性能参数的优化计算,得出激励频率为20 Hz和40 Hz时,隔振模块最优内部充油密度、护套弹性模量、隔振组件弹性模量和隔振量的数值。

目标方位连续性在拖线阵左右舷分辨中的应用

为了解决传统拖线阵存在的左右舷模糊问题,已经发展了双线阵和三元组集束的线列阵。这两种结构的线列阵在通常情况下都可以较好地完成使命,但在实际应用中还可能会遇到一些困难。对同时存在多个目标且舷角值比较接近时影响其左右舷分辨结果的几种情况做了分析,提出了利用多目标运动的方位连续性修正其左、右舷分辨结果的新技术,提高了上述两种结构线列阵左右舷分辨结果的准确性和抗干扰能力。仿真结果验证了新方法的有效性,并对三元组线列阵海上实验数据进行处理,结果验证了新方法的稳健性,可望应用于工程实践中。

基于拖曳长线阵的水下目标模拟系统

水下目标模拟系统对于水下航行体试验与训练、舰艇水声对抗与安全防御等具有十分重要的意义。基于水下目标声学多亮点回波理论,给出了多亮点目标宽带回波信号模型。通过计算机仿真,验证了目标回波各重要特征和目标回波信号模型的有效性。基于拖曳长线阵和高速数字信号处理技术构建了水下目标模拟系统,根据目标回波信号模型综合模拟了水下分布式多亮点运动目标声散射特性,准确模拟了目标不同部位声学亮点的空间方位分布特征。分别对点源目标、真实大尺度目标、拖曳长线阵目标模拟系统进行了声纳目标识别试验,结果表明,拖曳长线阵目标模拟系统的目标特性明显不同于点源目标,而与实际大尺度目标一致。