摘要：以水下单元的短路/开路故障模式为基础,提出一种分析缆系海底观测网络恒流远供系统可靠性的方法。根据系统供电和结构特性,将系统分成不同的供电链路和链路段。详细研究处于不同位置的各种水下单元发生故障时,对链路和观测设备的供电状态的影响。归纳导致系统和各链路无法正常导通、观测设备无法得到供电的状态情况,分析不同故障状态发生的概率,进而得出求解系统、供电链路与供电设备的供电可靠度的方法。通过算例分析,进一步梳理了3种供电可靠性的共性规律,说明在设计和建设恒流远供系统时,应综合考量这3种供电可靠性。

摘要：针对水动力模型(water-pulley模型)适用范围有限的问题,提出一种对拖船航迹进行平滑得到拖线阵声阵段运动轨迹,进而实现阵形估计的方法。通过分析缆的稳态振荡响应特性,近似认为声阵段上各点沿同一轨迹运动;设计平滑窗将拖船回转机动航迹平滑为声阵段航迹,并将其拓展应用于拖船转向机动的情况;利用平滑窗的一部分对距离拖船不足平滑窗宽度的航迹部分进行平滑得到当前拖缆段阵形,从而实现转向机动过程中全阵阵形的实时估计。仿真结果表明:若拖线阵由间隔为5 m的81个阵元构成,所提出的方法与朴素water-pulley模型相比可以使转向机动过程中的平均阵增益提高约0.8 dB,平均方位估计偏差减小约4.7°。利用仿真结果分析算法的输入敏感性,对阵形估计方法进行简化使其更易于工程实现,海试数据验证表明简化的方法可行、有效。

摘要：研制了水下航行体尾迹激光雷达探测系统样机,用于对水下航行体尾迹中低密度微气泡群进行探测.在水下光探测领域设计并采用了收发同轴光学系统,获得了180°后向散射信号.通过对比分析发现:雪崩光电二极(APD)比光电倍增管(PMT)在水下应用背景下更具优势,因此采用APD作为探测系统核心光接收器件.设计了双模式APD自适应温控偏压系统,有效消除APD个体性能离散性导致的补偿误差.基于电磁兼容理论优化了脉冲激光器的电磁兼容性设计,解决了收发一体式大功率激光探测装置的电磁干扰难题.使用该系统获得了微气泡群处于不同位置及不同气泡群厚度情况下的典型探测数据.实验结果证明本系统完全可以满足尾迹探测的需求.

摘要：研究了鱼骨天线工程设计中辐射体导线材料更换的可行性问题和天线架设高度的优化设计问题。采用矩量法计算天线的辐射特性。在预定通信区域均匀设置25个发射点,将矩量法计算的天线三维方向图数据与短波天波信道仿真模型相结合,计算各发射点与鱼骨天线构成的点对点通信链路的时间可靠性,以在不同频率、季节、时间和太阳黑子数时达到规定可靠性的计算点的总数量来衡量12m、17m、25m三种架高的天线的覆盖能力。计算结果表明:天线辐射体材料采用不锈钢代替铜包钢对效率影响很小,替换可行;17m架高的鱼骨天线在预定通信区域覆盖能力与25m架高天线相当,高于12m架高天线的覆盖能力。

摘要：为研究水射流的噪声特性,设计并构建了水射流与辐射噪声测试试验系统。评估了消声水池的自由场性能,基于试验系统测量了消声水池中的水射流噪声特性。试验数据分析表明,在消声水池中开展的50 mm口径水射流试验,能较准确地获得射流速度小于20 m/s时的水射流辐射噪声声源级及其谱分布;获取的水射流噪声辐射声功率整体符合与射流速度8次方呈正比的变化规律,射流速度低于20 m/s时的水射流辐射噪声主要由射流中的湍流运动产生。

摘要：为了改善激光声信号的特性,设计了激光声换能器。对换能器的设计原理和结构进行了说明。构建了激光声实验系统,利用脉冲激光分别在自由场和换能器内部聚焦击穿水介质产生声信号,由水听器将声信号转换成电信号并送入数字存储示波器。对两种条件下产生的激光声信号特性进行了比较。结果表明:同自由场产生的激光声信号相比,利用换能器产生的激光声信号特性有了一定程度的改善。其中,信号峰值幅度提高了3倍,能量向60kHz以下频段集中,1m处发散角压缩到13.2°,衰减速度变慢。

摘要：针对水下航行体尾流激光雷达近场后向散射信号强、易导致接收系统饱和的难题,采用电流模式电路设计理论设计了一种举动式水下激光雷达接收系统.该系统充分挖掘接收电路的动态范围利用率,在探测周期内产生举动电流,将输出电压的基点由0V调整到跨阻放大器正向饱和电压附近,有效扩展了动态范围区间,使接收系统对近场信号的接收动态范围有效利用率提高约40%,而举动式电路部分的存在导致的系统带宽减小幅度仅为13%.该系统已成功应用于尾流激光雷达样机并进行了海试,结果表明:该系统完全可以满足大动态范围尾迹探测的需求,可广泛应用于各种大气和水下后向散射式脉冲激光探测系统.

摘要：提出了一种内存共享环境下的多子阵合成孔径声纳后向投影快速算法。首先根据后向投影算法的特点设计二维动态数据结构,保存同距离向上的时延和补偿相位信息,省去时延的重复计算;然后在共享内存环境下,将远距离和近距离聚焦运算相结合,实现计算负载平衡;最后通过实测数据的成像试验验证了本文算法的正确性和高效性。

摘要：设计了一种由双观测站构成的系统,讨论了其目标运动分析问题。通过测得的方位序列和到达的时差,建立了状态方程和观测方程。运用扩展卡尔曼滤波算法,对目标的运动做出了分析。利用非线性系统的可观测性定理分析了该系统,得出了基于TDOA的双站跟踪算法的可观测性结论。通过蒙特卡洛模拟仿真,验证了所得的可观测性结论;仿真结果表明,系统具有收敛速度快、精度高、稳定性好等优点,有良好的应用前景。

摘要：大气噪声是低频通信中的主要干扰,且具有严重非高斯分布特性,对非高斯噪声模型的参数估计对于提高低频接收机的性能具有重要意义。设计了估计非高斯混合模型参数的马尔可夫链蒙特卡罗(Markov chainMonte Carlo,MCMC)算法,该算法通过构建贝叶斯层次模型,利用Gibbs抽样和M-H抽样更新迭代参数。利用乘积特性,将稳定分布作为等价的高斯分布来处理,并在层次模型中设置多个额外参数,以增强其灵活性。仿真实验与实测数据表明,该算法迭代收敛快、精度高,有很高的实用价值。