海下异常电磁目标的模拟

发布时间：2020-10-16 14:40

　　 近年来,随着我国对海洋的开发利用以及海洋经济的快速发展,海洋资源勘探和海洋安全维护日显重要。如何实时发现并识别海下侵入目标,是国家当前的重大需求。海下目标磁探测技术具有无源探测、良好的自我隐蔽性、探测范围广、在浅海中抗干扰能力强和高精度定位等优点,能够有效弥补传统声学探测方法的缺陷和不足之处。因此水下磁异常目标的探测与识别技术,对我国的海洋安全维护,具有重要研究价值。本文主要针对海下磁异常目标的防腐蚀电流电磁场进行研究。防腐蚀电流电磁场由牺牲阳极被动保护系统、外加电流阴极保护系统以及经由舰船螺旋桨调制形成的极低频(轴频)电流共同产生。首先根据实际应用环境,选取空气-海水-海底的三层平面分层介质作为理论推导的基础模型,接着将防腐蚀电流源等效为多个水平电偶极子的叠加,并根据实际情况所需分别推导了在直流电与极低频交流电两种情况下防腐蚀电流源在空气-海水-海底三层平面分层介质中的矢量磁位表达式。根据所得表达式,可准确计算出典型水下防腐蚀电流源在空间中产生的异常场分布,为水下或者航空磁探测与识别提供参考信号样本。针对所获得的电磁场表达式中包含的Sommerfeld积分,采取离散复镜像法对被积函数进行拟合,再利用Sommerfeld恒等式得到电磁场的半解析表达式,大大提高了计算效率。最后,对原始的实验原始数据进行了预处理,包括某海域的空中实验测量数据和南海海底实验测量数据,主要是去除背景噪声磁场。将理论计算结果与整理后的有效实验数据进行了对比,两者基本吻合,验证了理论计算方法的正确性。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P714
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 防腐蚀电流电磁场
        1.2.2 Sommerfeld积分
    1.3 本文主要工作
    1.4 章节结构安排
第二章 阴极保护系统产生的稳态场
    2.1 阴极保护系统
        2.1.1 阴极保护原理
        2.1.2 外加电流保护系统的构成
    2.2 外加电流阴极保护系统产生的稳态场
    2.3 本章小结
第三章 阴极保护系统产生的轴频信号
    3.1 产生原理
    3.2 缩比模型
        3.2.1 相似理论基本定理
        3.2.2 缩比模型具体设计方法
    3.3 外加电流阴极保护系统产生的轴频信号
    3.4 本章小结
第四章 针对Sommerfeld积分的处理
    4.1 完全数值法
    4.2 离散复镜像法(半解析法)
        4.2.1 Sommerfeld积分离散复镜像的过程
        4.2.2 离散复镜像的系数求解
    4.3 本章小结
第五章 理论结果与实验验证
    5.1 理论结果
    5.2 信号传播规律
    5.3 理论计算与实验测量的对比
    5.4 误差分析
        5.4.1 主要噪声及解决方法
        5.4.2 次要噪声
    5.5 本章小结
第六章 结论
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

【参考文献】

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本文编号：2843389