鱼雷主动超声引信陆上仿真及其实现

鱼雷主动超声引信陆上仿真是全雷陆上仿真的重要组成部分。文中通过对鱼雷主动超声引信回波与各种干扰模型的研究与分析，并将此模型合成应用到鱼雷主动超声引信陆上仿真试验中，同时设计了一种声对接阵形式与基于面向仪器系统的PCI扩展（PXI）测控总线的波形采集和回放模块，构建了鱼雷主动超声引信陆上仿真试验平台，仿真电路实现模块化设计，对于不同类型鱼雷的主动超声引信仿真具有一定的通用性，通过与声引信产品对接试验证明，所推导的模型正确性和仿真方法的有效性。     

一种基于快速傅里叶变换反鱼雷鱼雷主动声引信回波检测方法

为了实现反鱼雷鱼雷（ATT）声引信在强混响背景下对回波信号的检测,利用反鱼雷鱼雷主动声引信目标回波信号与混响噪声之间的特性差异,基于多普勒频移这一特征量设计了基于快速傅里叶变换（FFT）的回波信号检测方法。在降低了接收机设备量的同时,实现了-50～50 kHz的频率搜索范围。最后,通过蒙特卡罗方法仿真分析了接收系统工作特性。研究结果表明,基于FFT的反鱼雷鱼雷主动声引信检测系统可以实现对强混响背景下目标回波的检测。当信噪比高于3 dB时,在虚警概率Pf=10-4下,检测系统检测概率达到0.999 5以上。     

鱼雷电磁引信接收机对欺骗式干扰抗干扰能力评估

为了定量分析和评估鱼雷电磁引信接收机对欺骗式干扰的抗干扰能力,通过对鱼雷电磁引信目标特性及工作机理的分析,定义了抗干扰系数和幅值系数,给出了两者之间的计算关系式,并提出了以抗干扰系数作为评估指标的定量评估方法。针对鱼雷电磁引信接收机中典型的滤波电路和时间检验电路,利用电路分析法推算了二者的幅值系数,进而推出其抗干扰系数。最后,利用抗干扰系数对鱼雷电磁引信接收机抗2种欺骗式干扰能力进行评估,其结果与实测一致,验证了本文所提出的评估方法的可行性与有效性。     

矩形带通滤波器的设计

为了提高舰炮无线电引信抗海浪杂波和干扰机干扰的性能,分析了它们的干扰机理;设计了一种频率特性近似矩形的带通滤波器;并对所设计的电路进行了仿真;结果表明,该电路可以实现上、下限截止频率的识别.     

海浪杂波对伪码引信的干扰研究

针对海面对引信的干扰,分析了海面反射信号的平均功率和平均反射系数,得到不同海情及极化方向上海面反射信号婀巯计特性。根据海面反射信号的统计特性对该反射信号进行仿真,以检验无线电伪码引信的抗海面干扰能力,并得出结论,无论海面反射信号先于目标回波信号到达引信,还是目标回波信号淹没于海面反射信号当中,都不会影响伪码引信的正常工作。     

鱼雷电磁引信仿真平台的设计与实现

为了分析鱼雷电磁引信抗干扰性能并进行试验研究,本文在Multisim环境下建立了鱼雷电磁引信仿真平台,利用LabVIEW仿真平台创建了有效目标信号源和任意波形信号源,验证了仿真平台调用所创建的信号源的可行性。然后通过不同目标信号的仿真,进一步验证了仿真平台满足系统的性能指标。最后利用实际采样数据作为输入信号进行仿真,其结果与实际相符。该仿真平台的输入信号可以兼用仿真数据和真实的实验数据,避免了电路自身和外部环境的干扰,为准确定量分析鱼雷电磁引信的抗干扰性能提供了一种新的途径。     

基于跳频探测体制的鱼雷电磁引信技术

为了提高鱼雷主动电磁引信的抗干扰能力,把跳频技术应用于鱼雷主动电磁引信中,提出了基于高速数字信号处理和直接数字频率合成的跳频引信系统设计方案,阐述了跳频引信的工作原理,重点研究了跳频信号的产生及回波信号的处理,并对跳频引信的抗干扰性能进行了理论和仿真分析。仿真结果表明,宽频带跳频工作体制有利于提高鱼雷主动电磁引信的抗干扰能力,可为鱼雷主动电磁引信设计提供新的技术途径。     

激光引信系统诸元的仿真建模与分析

基于海浪对光束的散射特性及目标的反射特性,对运动导弹上的激光引信系统回波能量建模,并给出了目标能量及海浪反射能量的仿真结果,同时对回波中的能量信息进行了分析,为激光近炸引信目标探测及识别技术的研究提供了依据     

调频连续波激光引信回波特性仿真分析

调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理论,建立激光引信探测的蒙特卡洛仿真模型;在激光引信和目标均处于云雾中的情况下,对激光引信的回波进行仿真,得到了不同能见度下的FMCW激光引信回波信号,分析了云雾能见度对FMCW激光引信回波信号的影响。该仿真方法可应用于FMCW激光引信抗云雾干扰方面的参数优化设计。调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理论,建立激光引信探测的蒙特卡洛仿真模型;在激光引信和目标均处于云雾中的情况下,对激光引信的回波进行仿真,得到了不同能见度下的FMCW激光引信回波信号,分析了云雾能见度对FMCW激光引信回波信号的影响。该仿真方法可应用于FMCW激光引信抗云雾干扰方面的参数优化设计。     

一种双调制率调频引信抗DRFM干扰方法

现代战场电磁环境日趋复杂,数字射频存储(DRFM)干扰对调频引信的战场生存能力构成了严重威胁。在分析DRFM干扰下调频引信失效机理的基础上,设计了以双调制频率随机跳变的三角波线性调频信号作为发射波形的调频引信抗DRFM干扰方法。理论分析了目标回波与DRFM干扰下中频输出信号特征差异,设计了基于快速傅里叶变换(FFT)的谐波时序检测算法判别目标,并完成了硬件实现。半实物仿真结果表明,该方法可以在精确定距的同时,提高调频引信抗DRFM干扰性能。     

高海况下识别水面舰船最小吃水的界定

高海况下识别水面目标是鱼雷主动声引信的一个技术难题。该文利用仿真波浪，分析了波浪和典型目标的两个特征量——突变量与变化累积量，给出了波浪特征量的统计检验结果和典型目标特征量的解析表示，分析了影响目标特征量的主要因素，给出了目标特征量随攻击舷角、相对速度等的变化曲线，得到识别水面目标的最小吃水灵敏度，最后介绍了基于特征参量法的鱼雷主动声引信数字化处理系统实现方案。     

主动声引信抗波浪识别水面舰船的自适应技术

基于脉冲回声探测的主动声引信识别水面舰船,随机起伏的波浪回声干扰是限制其可识别水面舰船最小吃小的主要因素。对此本文提出了抗波浪回声干扰的自适应预测法,通过预测某一时刻以后若干波浪回波脉冲的到达时间,并与实际回波时间相比较,从而确定是否存在水面舰船,文中给出了该法的方案原理,算法及实验结果。     

鱼雷过靶距离测试技术研究

通过对海水中电磁场传播特性的分析，提出了利用鱼雷上装备的电磁引信辐射信号对鱼雷过靶距离进行测试，并对电磁引信作用距离进行控制的方法。针对水下被动电磁测距问题，采用非线性最小二乘笋法进行距离解算与跟踪，仿真试验表明该方法在近程具有较高的精度。     

鱼雷引信目标信号的小波消噪研究

鱼雷引信目标信号的背景噪声消除是确保引信可靠动作的重要手段。传统的带通滤波方法消噪精度低，波形稳定性差，而小波变换在对信号进行消噪处理方面具有良好的特性，它可利用不同的尺度参数将信号分解到不同的频带上。该文基于典型的鱼雷电磁引信模型和磁引信目标信号模型，采用小波变换的方法对复杂背景干扰下的引信目标信号进行了消噪处理，并使用数学分析软件MATLAB对消噪结果进行了仿真。仿真结果表明，相比传统的消噪手段，小波消噪具有精度高、适用性强、信号波形失真度小的优点，可有效消除鱼雷引信目标信号中的背景噪声。     

基于以太网的鱼雷声自导电信号半实物仿真系统

由于鱼雷作战水声环境的复杂性，鱼雷声自导半实物( HWIL)仿真成为实验室环境下声自导系统设计与性能评估的重要手段。提出了一种基于以太网的分布式半实物仿真系统，采用电信号注入法模拟目标／背景信号，介绍了其构成方法及工作原理；详细讨论了窄带点目标、窄带体目标、混响和海洋噪声等主要目标／背景信号的水声仿真模型；给出了使用流水线阵列处理的仿真信号源硬件系统设计，并提出了延时滤波算法实现了多路仿真信号源的实时同步输出。相应的信号仿真试验结果证明了采用电子注入法实现声自导半实物仿真系统的有效性。     

多功能声自导反潜鱼雷战雷靶

针对缺乏用于声自导反潜鱼雷战雷实航爆炸试验攻击目标的问题,提出一种具有水声引信的多功能战雷靶设计思路.介绍多功能声自导反潜鱼雷战雷靶的设计方案,利用经典物理学的能量、动量原理,详细计算分析鱼雷在各种边界条件下攻击钢架的情况,并简要分析海流对鱼雷命中的影响.仿真结果表明:当Δt≤0.4 s时,鱼雷瞬间冲击加速度a(g)≥5g,满足引信动作需求,鱼雷可以引爆.该战雷靶的设计思路可为未来鱼雷声自导反潜战雷实航爆炸试验提供技术参考.     

反鱼雷鱼雷关键技术探讨

探讨了对反鱼雷鱼雷武器系统、总体、自导、控制、引信及战斗部等子系统的关键技术，并对主要系统提出了技术要求，认为反鱼雷武器系统应装备主、被动声纳以提高拦截概率，提出了一种适合于反鱼雷鱼雷的拦截弹道导引方法，给出了反鱼雷鱼雷自导作用距离和自导扇面的选取原则，提出了反鱼雷鱼雷最大允许角速度不小于80／s，且在1s内对指令的跟踪误差不大于15％，才能有效解决其高机动性和控制系统快速响应的问题，探讨了反鱼雷鱼雷应选用主动声引信，毁伤半径的选择要与目标平均脱靶量的大小相匹配等鱼雷引信与战斗部系统的几个问题。