共形阵布阵技术研究

发布时间：2020-11-03 09:29

　　 为实现探测目标能力的增强,充分利用艇体空间,基阵的全艇覆盖是未来大规模舰艇的主要布阵方式。共形阵布阵技术研究可为今后潜艇、舰船等实现艇体基阵覆盖提供理论支持。首先,利用射线声学的基本原理及相位补偿原理对三种常规共形阵进行指向性特性分析,理论推导得到三种常规共形阵的指向性函数以及各向同性噪声场下的阵增益,该阵增益只与阵型,阵元个数,阵元间距等布阵参数相关,并推导在相控时三种常规共形阵指向性以及各向同性噪声场下的阵增益,该相控阵增益除与布阵参数相关,还与阵列的相控角度相关。其次,通过Matlab软件对共形柱阵的不同布阵参数:圆弧部分阵元个数、单条离散线阵阵元个数、阵列层数与阵元间距波长比对自然和相控的指向性以及阵增益的影响做出分析。通过Matlab仿真计算得出垂直维倾斜角度对共形锥阵自然状态下和相控状态下指向性以及阵增益的影响规律;通过Matlab对不同垂直维阵元间隔角度进行仿真,得出共形球阵与相控共形球阵随垂直维间隔角度变化。可通过以上规律结合实际能力,对阵列进行设计和布阵参数作出调整。然后,运用有限元建模软件Comsol与Matlab相结合,对刚性共形障板下阵元的指向性进行建模分析,对比仿真与理论结果发现,障板的有限性和不规则性对阵元指向性的影响较大;分析障板与水听器之间的垂直距离对于阵元指向性与共形阵指向特性的影响,障板可提高其前方水听器位置处的接收声压,提高了共形阵的阵增益;为防止阵元主瓣分裂,应将阵元与障板之间间距控制在四分之一波长内。最后,以三种常规共形阵垂直维不同引起垂直俯仰角的变化为依据,对非对称共形阵以及垂直错列共形阵展开研究。对垂直维采用离散线阵与圆弧阵的非对称共形阵进行分析,得出圆弧部分以及离散线阵部分阵元个数比、离散线阵倾斜角度以及圆弧起始位置等布阵参数对非对称共形阵垂直俯仰范围的影响。利用Matlab对错列共形阵进行仿真,研究得出垂直错列共形柱阵、垂直错列共形锥阵以及垂直错列共形球阵均可实现在垂直方向扫描的无死角化;如果将扫描过程中阵增益的极差控制成1dB以内,应当将相邻母线同等次序水听器的垂直方向间距(35)d控制在0.17至0.35个波长范围之内。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U674.7
【部分图文】：

图 1.1 俄罗斯阿穆尔级潜艇艇艏共形阵柱阵和球形阵，更加贴合基体表面，，还向舷侧部分延伸，实现水平维上观察范围上，圆柱阵需通过复杂的电特殊垂直维布阵方式下即可实现垂直

图 1.2 意大利 A184 鱼雷头部声基阵艇艇艏，还被大量应用于鱼雷或水形阵，如图 1.2 所示，组成垂直与环带排布，共计 4 排，每排采用 28 列采用 12 个基元。德国 DM2A4 鱼雷

图 1.3 97 元共形阵y 和 E.J.Sullivan 等人对另一种稀疏错列共阵与该共形阵的平面投影—发射平面错列的主波束出现在驾驶角为 0°的地方，而稀 18°，其最大指向性指数出现在 25°。其
【参考文献】

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本文编号：2868406