基于平面阵的潜艇回波亮点结构仿真研究
发布时间：2021-10-01 02:52
论文从平面测量阵出发,运用板块元分析方法,得到了Benchmark潜艇回波声图像,并对不同观察角下潜艇回波进行了仿真预报。结果表明:有些观察角度下获得的潜艇回波结构差异性很明显,这些发现在实际工程应用及水下靶标等效性评估中有着一定的指导意义。
【文章来源】：舰船电子工程. 2020,40(08)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
鱼雷自导平面基阵配置图MK46鱼雷基阵阵元48个MK24鱼雷基阵阵元55个
总第314期心频率为f0=30kHz，采样频率为fs=120kHz，目标以45°倾斜方位角朝向平面阵，对40′40平面阵接收到的目标回波信号做波束形成运算。得到Benchmark潜艇平面阵回波亮点结构如图5所示。图3平面阵与Benchmark潜艇目标位置关系xPYαβQzPt1图4平面阵所形成波束照射潜艇目标视图-30-20-100102030α3020100-10-20-30β150140130120110100图5平面阵获取的Benchmark潜艇回波声图像由图5平面阵获取的Benchmark潜艇回波声图像成像中，可以明显地看出有3个亮点，具体对应的位置是Benchmark潜艇模型的头部、围壳和尾部。其中头部、尾部亮点在同一水平面内，而围壳有一定的俯仰角，而且头部亮点和围壳亮点在位置上相距更近，这与实际的目标模型结构是相匹配的。4潜艇回波信号分析尺度特征是潜艇目标回波的重要特征，主要表现为三个方面：目标回波的时间展宽，目标回波的亮点起伏，目标回波空间方位分布。这三个方面对水下目标的尺度识别非常重要。下面主要从不同观察角内观察Benchmark潜艇回波之间的差异性。仿真距离设置300m，信号形式为CW、LFM，信号脉宽模拟鱼雷近程信号取10ms，以Benchmark潜艇为研究对象，获得潜艇回波仿真预报结果如图6、7、8所示。图660°观察角下潜艇回波仿真预报图790°观察角下潜艇回波仿真预报图8120°观察角下潜艇回波仿真预报5结语本文研究了平面阵下Benchmark潜艇的回波特性，得到了Benchmark潜艇回波声亮点图像，从中可以发现Benchmark潜艇的回波亮点图像与目标模型的结构是匹配的；对不同观察角下Bench
，这与实际的目标模型结构是相匹配的。4潜艇回波信号分析尺度特征是潜艇目标回波的重要特征，主要表现为三个方面：目标回波的时间展宽，目标回波的亮点起伏，目标回波空间方位分布。这三个方面对水下目标的尺度识别非常重要。下面主要从不同观察角内观察Benchmark潜艇回波之间的差异性。仿真距离设置300m，信号形式为CW、LFM，信号脉宽模拟鱼雷近程信号取10ms，以Benchmark潜艇为研究对象，获得潜艇回波仿真预报结果如图6、7、8所示。图660°观察角下潜艇回波仿真预报图790°观察角下潜艇回波仿真预报图8120°观察角下潜艇回波仿真预报5结语本文研究了平面阵下Benchmark潜艇的回波特性，得到了Benchmark潜艇回波声亮点图像，从中可以发现Benchmark潜艇的回波亮点图像与目标模型的结构是匹配的；对不同观察角下Benchmark潜艇回波信号进行了仿真预报，发现在有些观察角度下获得的潜艇回波结构差异性很明显，尤其是120°观察角下，这对于实际工程应用及水下靶标等效性评估中有着一定的指导意义。潜艇属于机动作战平台，基本处于运动状态，因此下一步将重点研究运动状态下潜艇回波强度的影响因素以及与静止状态下的回波特性的差异性分析。参考文献［1］R.J.尤立克.水声原理［M］.洪申，译.哈尔滨：哈尔滨船舶工程学院出版社，1990.［2］GautanSengupta.NumericalSimulationofAcousticScatteringfromSubmarines，ComputationalAcoustics.VolumesI.ElsevireSciencePublishers，1993.［3］范军，汤渭霖.声纳目标强度（TS）计算的板块元方法［J］.声学技术，1999，（增刊）：31-32.
【参考文献】：
期刊论文
[1]单层壳体潜艇回波亮点声图像仿真和试验验证[J]. 孙昕,范威,范军. 海军工程大学学报. 2012(06)
[2]水下目标回波亮点高分辨方位估计与仿真[J]. 徐瑜,唐波,苑秉成. 鱼雷技术. 2012(03)
[3]声呐目标回声特性预报的板块元方法[J]. 范军,汤渭霖,卓琳凯. 船舶力学. 2012(Z1)
[4]一种改进的板块元目标回声计算方法[J]. 刘成元,张明敏,程广利,徐国军. 海军工程大学学报. 2008(01)
[5]沉底水雷目标强度与回声信混比[J]. 万琳,范军,汤渭霖. 声学学报. 2003(05)
[6]水下简单形状目标回声的近远场过渡特性[J]. 李建鲁,范军,汤渭霖. 上海交通大学学报. 2001(12)
[7]非刚性表面声呐目标回波的修正几何亮点模型[J]. 范军,朱蓓丽,汤渭霖. 声学学报. 2001(06)
[8]基于3DS MAX建模的水中目标目标强度计算[J]. 范军,万琳,汤渭霖. 声学技术. 2000(04)
本文编号：3417111
【文章来源】：舰船电子工程. 2020,40(08)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
鱼雷自导平面基阵配置图MK46鱼雷基阵阵元48个MK24鱼雷基阵阵元55个
总第314期心频率为f0=30kHz，采样频率为fs=120kHz，目标以45°倾斜方位角朝向平面阵，对40′40平面阵接收到的目标回波信号做波束形成运算。得到Benchmark潜艇平面阵回波亮点结构如图5所示。图3平面阵与Benchmark潜艇目标位置关系xPYαβQzPt1图4平面阵所形成波束照射潜艇目标视图-30-20-100102030α3020100-10-20-30β150140130120110100图5平面阵获取的Benchmark潜艇回波声图像由图5平面阵获取的Benchmark潜艇回波声图像成像中，可以明显地看出有3个亮点，具体对应的位置是Benchmark潜艇模型的头部、围壳和尾部。其中头部、尾部亮点在同一水平面内，而围壳有一定的俯仰角，而且头部亮点和围壳亮点在位置上相距更近，这与实际的目标模型结构是相匹配的。4潜艇回波信号分析尺度特征是潜艇目标回波的重要特征，主要表现为三个方面：目标回波的时间展宽，目标回波的亮点起伏，目标回波空间方位分布。这三个方面对水下目标的尺度识别非常重要。下面主要从不同观察角内观察Benchmark潜艇回波之间的差异性。仿真距离设置300m，信号形式为CW、LFM，信号脉宽模拟鱼雷近程信号取10ms，以Benchmark潜艇为研究对象，获得潜艇回波仿真预报结果如图6、7、8所示。图660°观察角下潜艇回波仿真预报图790°观察角下潜艇回波仿真预报图8120°观察角下潜艇回波仿真预报5结语本文研究了平面阵下Benchmark潜艇的回波特性，得到了Benchmark潜艇回波声亮点图像，从中可以发现Benchmark潜艇的回波亮点图像与目标模型的结构是匹配的；对不同观察角下Bench
，这与实际的目标模型结构是相匹配的。4潜艇回波信号分析尺度特征是潜艇目标回波的重要特征，主要表现为三个方面：目标回波的时间展宽，目标回波的亮点起伏，目标回波空间方位分布。这三个方面对水下目标的尺度识别非常重要。下面主要从不同观察角内观察Benchmark潜艇回波之间的差异性。仿真距离设置300m，信号形式为CW、LFM，信号脉宽模拟鱼雷近程信号取10ms，以Benchmark潜艇为研究对象，获得潜艇回波仿真预报结果如图6、7、8所示。图660°观察角下潜艇回波仿真预报图790°观察角下潜艇回波仿真预报图8120°观察角下潜艇回波仿真预报5结语本文研究了平面阵下Benchmark潜艇的回波特性，得到了Benchmark潜艇回波声亮点图像，从中可以发现Benchmark潜艇的回波亮点图像与目标模型的结构是匹配的；对不同观察角下Benchmark潜艇回波信号进行了仿真预报，发现在有些观察角度下获得的潜艇回波结构差异性很明显，尤其是120°观察角下，这对于实际工程应用及水下靶标等效性评估中有着一定的指导意义。潜艇属于机动作战平台，基本处于运动状态，因此下一步将重点研究运动状态下潜艇回波强度的影响因素以及与静止状态下的回波特性的差异性分析。参考文献［1］R.J.尤立克.水声原理［M］.洪申，译.哈尔滨：哈尔滨船舶工程学院出版社，1990.［2］GautanSengupta.NumericalSimulationofAcousticScatteringfromSubmarines，ComputationalAcoustics.VolumesI.ElsevireSciencePublishers，1993.［3］范军，汤渭霖.声纳目标强度（TS）计算的板块元方法［J］.声学技术，1999，（增刊）：31-32.
【参考文献】：
期刊论文
[1]单层壳体潜艇回波亮点声图像仿真和试验验证[J]. 孙昕,范威,范军. 海军工程大学学报. 2012(06)
[2]水下目标回波亮点高分辨方位估计与仿真[J]. 徐瑜,唐波,苑秉成. 鱼雷技术. 2012(03)
[3]声呐目标回声特性预报的板块元方法[J]. 范军,汤渭霖,卓琳凯. 船舶力学. 2012(Z1)
[4]一种改进的板块元目标回声计算方法[J]. 刘成元,张明敏,程广利,徐国军. 海军工程大学学报. 2008(01)
[5]沉底水雷目标强度与回声信混比[J]. 万琳,范军,汤渭霖. 声学学报. 2003(05)
[6]水下简单形状目标回声的近远场过渡特性[J]. 李建鲁,范军,汤渭霖. 上海交通大学学报. 2001(12)
[7]非刚性表面声呐目标回波的修正几何亮点模型[J]. 范军,朱蓓丽,汤渭霖. 声学学报. 2001(06)
[8]基于3DS MAX建模的水中目标目标强度计算[J]. 范军,万琳,汤渭霖. 声学技术. 2000(04)
本文编号：3417111
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