鱼雷自导技术PDF电子书下载

第1章 鱼雷自导技术概述 1

1.1鱼雷声自导的工作原理 1

1.1.1鱼雷自导装置类别 1

1.1.2通用型声自导装置 2

1.1.3国外一些自导鱼雷的基阵与波束 7

1.1.4反舰尾流自导装置 11

1.2决定声自导装置性能的主要技术参数 13

1.2.1换能器（基阵）指向性指数DI 13

1.2.2发射声源级SL 16

1.2.3自噪声级NL 17

1.2.4检测阈DT 18

1.2.5信号形式 21

1.2.6工作频率 22

1.2.7传播损失TL 23

1.2.8混响级RL 25

1.2.9环境噪声级NL 26

1.2.10目标强度TS 26

1.2.11目标声源级 28

1.2.12自导作用距离 28

1.3鱼雷自导技术的发展趋势 29

第2章 鱼雷自导基阵技术 31

2.1概述 31

2.2自导基阵的布局 31

2.3自导声学装置的声学结构 32

2.3.1透声膜 34

2.3.2去耦器 35

2.3.3减振器 37

2.4水声换能器及基阵 38

2.4.1水声换能器 38

2.4.2平面基阵 44

2.4.3阵元权系数的设计 46

2.4.4宽带恒定束宽阵设计 51

第3章 鱼雷自导信道与目标特性 54

3.1概述 54

3.2海水的声吸收 54

3.3海水中的声速 56

3.4界面对声传播的影响 59

3.4.1海面 59

3.4.2海底 63

3.5声传播的多径效应 63

3.6声传播的起伏 65

3.7随机时变信道的系统函数 66

3.8随机信道的平均特性 69

3.8.1信道系统函数的平均 69

3.8.2信道的相干性 70

3.9随机信道的二阶统计特性 72

3.9.1系统函数的相关函数 72

3.9.2广义平稳非相关散射信道 73

3.10信道的衰落效应和相干函数 76

3.10.1信道的衰落效应 76

3.10.2信道对波形的解相关 77

3.10.3信道的相干函数 79

3.11信道的散射函数 81

3.11.1信道的模糊效应 81

3.11.2信道散射函数 81

3.11.3信道的分类 84

3.12随机时空变信道 85

3.13时变信道的抽头延迟线模型 87

3.14鱼雷自导目标特性 90

3.14.1目标强度 90

3.14.2目标回波形成机理 91

3.14.3目标系统函数 93

3.14.4目标回波的衰落和模糊 95

3.14.5目标模型 97

3.14.6目标回波特征 102

3.14.7舰艇辐射噪声特性 104

第4章 鱼雷自导信号分析 107

4.1概述 107

4.2波形参数 108

4.3点目标回波的数学模型 113

4.4模糊度函数 116

4.4.1窄带模糊度函数 116

4.4.2宽带模糊度函数 127

4.5常用鱼雷自导信号波形 128

4.5.1单频脉冲信号 128

4.5.2线性调频脉冲信号 134

4.5.3双曲调频信号 145

4.5.4伪随机信号 150

4.5.5其他波形 152

4.6鱼雷自导信号波形选择 154

4.6.1概述 154

4.6.2工作频率选择 155

4.6.3时宽T和带宽B的选择 156

第5章 鱼雷声自导信号检测 158

5.1鱼雷声自导的信号检测背景 158

5.2信号在空域的检测 160

5.2.1概述 160

5.2.2时域波束形成器 163

5.2.3频域波束形成器 167

5.3信号在时—频域中的检测 170

5.3.1经典信号检测理论——奈曼—皮尔逊检测器 170

5.3.2零均值平稳白高斯噪声背景下已知信号的检测 171

5.3.3信号由白高斯噪声组成时的信号检测 175

5.3.4窄带高斯噪声中正弦波信号的检测 180

5.4经典信号检测方法在鱼雷声自导中的实现 185

5.4.1实时相关在时域的实现方法 185

5.4.2实时相关在频域的实现方法 189

5.4.3短时间傅里叶变换（STFT）用于检测CW脉冲信号 194

5.5混响中信号的检测 195

5.5.1主动声自导脉冲波形选择 196

5.5.2选择主动声自导信号带宽、信号功率和脉冲长度时考虑的因素 197

5.5.3鱼雷主动声自导中对抗混响的方法 197

5.6弥散信道中的信号检测 202

5.7自导信号检测的恒虚警处理 204

附录：多普勒效应 206

第6章 鱼雷声自导目标参数估计 208

6.1鱼雷战术使用对声自导目标参数估计的性能要求 208

6.2目标方位估计 209

6.2.1目标定向的基本原理 209

6.2.2对目标定向装置的基本要求 212

6.2.3分裂波束定向法的实现 213

6.3目标距离估计 225

6.3.1测距的基本问题 225

6.3.2脉冲法测距 226

6.3.3相位法测距系统 227

6.4最大似然估计器 230

6.4.1经典估计理论 230

6.4.2最大似然估计器 236

6.4.3估计精度 242

6.4.4分辨力 253

6.5目标尺度估计 260

6.5.1延展目标的亮点 261

6.5.2英国Sting - Ray鱼雷的目标尺度估计 263

6.5.3法国“海鳝”鱼雷的目标尺度估计 264

6.5.4意大利A-184鱼雷的目标尺度识别 265

6.5.5俄罗斯鱼雷的目标尺度分析技术 267

6.6多途效应对目标参数估计影响的分析 281

6.6.1多途效应对目标参数估计的不利影响 281

6.6.2声传输起伏引起的测向误差 282

6.6.3声传输起伏引起的测距误差 283

第7章 鱼雷声自导目标识别 286

7.1水下目标识别的意义及现状 286

7.2鱼雷目标识别基本方法 286

7.2.1基于距离、方位、频率门的简单识别方法 286

7.2.2目标冲激响应识别方法 287

7.2.3瞬时频率分析目标识别方法 289

7.2.4目标空间亮点分析识别方法 292

7.2.5宽带方法 294

7.3水下目标回波的结构特征 294

7.3.1目标和背景的空间相关特性 294

7.3.2潜艇回波特征 299

7.4基于分裂波束的目标特征提取和识别方法 302

7.4.1分裂波束双通道短时互谱方位分析目标识别方法 302

7.4.2双通道自适应方位分析 306

7.4.3复杂信号相关法方位分析 309

7.5基于空间信号源数的目标特征提取与识别 313

7.5.1空间信号源数特征的提取 313

7.5.2目标分类识别方法 321

7.6基于水声高频阵列的目标识别 324

7.6.1基于高频多波束的目标回波信号特征提取 324

7.6.2基于幅度特征的目标像聚类识别 325

第8章 鱼雷尾流自导技术 329

8.1概述 329

8.1.1尾流的产生 329

8.1.2海洋环境 331

8.1.3舰船气泡尾流的特性 335

8.1.4舰船气泡尾流寿命与海洋环境的关系 337

8.1.5尾流的目标强度 338

8.2尾流声自导装置 339

8.2.1尾流检测原理 339

8.2.2尾流自导性能 340

8.2.3尾流自导参数选取 341

8.2.4尾流自导信号处理方法 344

8.2.5尾流自导信息的应用 349

8.3舰船尾流的非声特性及检测 354

8.3.1舰船尾流中的电导率异常 354

8.3.2舰船尾流的光学效应 355

8.3.3尾流的热效应 358

参考文献 360