垂直发射阵标校研究
发布时间：2020-12-15 04:04
水下航行器的声隐身性能是决定其作战能力的一项重要指标,声隐身技术作为一项关键技术被广泛深入研究。在声隐身性能测试系统中常用垂直发射阵作为声源,由于制作工艺及基阵硬件等方面的原因,发射阵的阵元通道一致性会存在误差;再加上测试现场受海流、船体摇曳等因素影响,垂直发射阵会偏离竖直状态,导致发射波束无法对准被测目标,影响测量结果的准确性。因此需要对垂直发射阵进行先期校准,现场使用时还需对其方位姿态误差进行补偿,实现对垂直阵的相控发射,提高测试准确度。本文基于上述问题展开研究,设计了一套垂直发射阵阵元通道一致性校准方案,运用FFT法和最大似然估计法两种算法,求解出每一路阵元通道相应收发信号间的相位差和相对幅度;并以某一阵元通道为基准,分别求出各阵元通道相对于基准通道的相位一致性和幅度一致性系数,进行阵元通道一致性补偿处理。同时本文提出搭建垂直发射阵标校系统,该系统主要包括了基于STM32F429开发板和CYW11通用型投入式液位仪的液位测量显示模块,用于确定发射阵与水听器水下的确切深度信息,提高实验测试精度;基于PNI SEATRAX姿态仪的姿态实时监测模块,用于获取发射阵在水下的三维姿态角信息...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
垂直发射阵标校系统框图
阵元通道能的影数据做直发射3.1 阵除相位差准方案的影响为型号的实验测量件表达1 号和 2道本身固有响因素包括处理，分析阵的阵元通阵元通道一了各个阵元异外，是否的制定是否因素进行研使实验环境发射换能器量的频率范式2r L / 号发射换有的幅度与括：发射频率析这些因素是通道一致性一致性影响元通道自身否还存在其他否合理，校准研究与分析境更符合自器进行测量范围取 3.15，算出当换换能器的发送相位差异外率、水深、是否对阵元校准方案以响因素分由于器件、他因素对阵准结果是否，以此完善由场的环境，发射换能kHz 至 10k换能器与水送电压响应外，还会有功率放大器元通道一致以及验证方分析工艺等方面阵元通道一致否可信，因此善校准方案境，实验选择能器为柱长kHz，测量水听器中心应曲线如图哪些因素影器放大倍数性产生影响案。面的原因造致性产生影此有必要在，为此进行择在消声水0.135m、的最高频点间距大于 03.1 和图 3.影响到其相数等，通过水响。并基于这造成其自身存影响。这关系在校准发射阵行了相应的水池进行。实柱半径为 0点为 10kHz，0.12m 时符2 所示。幅一致性，水池实验获这些分析，存在固有的系到垂直发阵之前对这水池实验。实验选用 20.075m 的，根据远场符合远场适用提出获取相给出的幅度发射阵这些可个同圆柱场适用用条
图 3.3 实验基本框图射频率对阵元通道一致性的影响实验步骤如下：按图 3.4 所示的设备水下布放图，将发射换能器与水听器通过刚性钢杆换能器与水听器的几何中心距恒为 2.105 米。将连接好的装置放置水水面铺上消声瓦。发射信号为 CW 信号，采样频率为 450kHz ，信号脉宽为 20ms ， 0.5s放档位调至 40dB，测量放大器档位调至 40dB，通过数据采集卡将发一并采集并保存。按1 3倍频程（ 3.15kHz 、4kHz 、5kHz 、6.3kHz 、8kHz 、10kHz ）增，然后重复步骤 2。用 2 号换能器将 1 号换能器换下，保持水听器不动（此时换能器与水仍为 2.105 米），再次按照步骤 2 和 3 进行实验。
本文编号：2917621
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
垂直发射阵标校系统框图
阵元通道能的影数据做直发射3.1 阵除相位差准方案的影响为型号的实验测量件表达1 号和 2道本身固有响因素包括处理，分析阵的阵元通阵元通道一了各个阵元异外，是否的制定是否因素进行研使实验环境发射换能器量的频率范式2r L / 号发射换有的幅度与括：发射频率析这些因素是通道一致性一致性影响元通道自身否还存在其他否合理，校准研究与分析境更符合自器进行测量范围取 3.15，算出当换换能器的发送相位差异外率、水深、是否对阵元校准方案以响因素分由于器件、他因素对阵准结果是否，以此完善由场的环境，发射换能kHz 至 10k换能器与水送电压响应外，还会有功率放大器元通道一致以及验证方分析工艺等方面阵元通道一致否可信，因此善校准方案境，实验选择能器为柱长kHz，测量水听器中心应曲线如图哪些因素影器放大倍数性产生影响案。面的原因造致性产生影此有必要在，为此进行择在消声水0.135m、的最高频点间距大于 03.1 和图 3.影响到其相数等，通过水响。并基于这造成其自身存影响。这关系在校准发射阵行了相应的水池进行。实柱半径为 0点为 10kHz，0.12m 时符2 所示。幅一致性，水池实验获这些分析，存在固有的系到垂直发阵之前对这水池实验。实验选用 20.075m 的，根据远场符合远场适用提出获取相给出的幅度发射阵这些可个同圆柱场适用用条
图 3.3 实验基本框图射频率对阵元通道一致性的影响实验步骤如下：按图 3.4 所示的设备水下布放图，将发射换能器与水听器通过刚性钢杆换能器与水听器的几何中心距恒为 2.105 米。将连接好的装置放置水水面铺上消声瓦。发射信号为 CW 信号，采样频率为 450kHz ，信号脉宽为 20ms ， 0.5s放档位调至 40dB，测量放大器档位调至 40dB，通过数据采集卡将发一并采集并保存。按1 3倍频程（ 3.15kHz 、4kHz 、5kHz 、6.3kHz 、8kHz 、10kHz ）增，然后重复步骤 2。用 2 号换能器将 1 号换能器换下，保持水听器不动（此时换能器与水仍为 2.105 米），再次按照步骤 2 和 3 进行实验。
本文编号：2917621
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