声呐基阵设计原理PDF电子书下载

交通运输

作者：李贵斌着
出版社：北京：海洋出版社
出版年份：1993
ISBN：7502700099
页数：570 页

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第一章概述1

1.1 基阵的作用1

1.2 研究基阵的方法4

1.3 基阵方向性形成的机理6

1.4 极大值的出现和波束形成8

1.5 方向性因子的矩阵表示法10

1.6 多波束形成13

1.7 空间滤波器的概念14

1.8 基元有方向性时基阵的方向性因子16

1.9 功率响应因子21

1.10 宽带功率响应因子25

1.11 恒定束宽阵的设计思想30

1.12 信号场、噪声场及基阵处理器的数学描述35

第二章单一型和组合型基阵51

2.1 一维阵型51

2.2 二维阵型63

2.3 三维阵型76

2.4 线面组合基阵80

2.5 圆形组合基阵87

3.1 问题的提出与背景97

第三章随机基阵97

3.2 随机基阵的统计平均值99

3.3 旁瓣幅度的概率密度106

3.4 峰旁瓣的估计量B113

3.5 估计量B的数学期望和方差120

3.6 估计量B的定量分析123

3.7 几个设计因素对随机基阵峰旁瓣的影响128

4.1 加权处理的一般方法136

第四章加权阵136

4.2 代入法141

4.3 反变换法148

4.4 函数逼近法151

4.5 非均匀组合基阵159

4.6 非线性规划–优选法167

4.7 有关振幅加权和相位加权的一些问题173

第五节相乘阵179

5.1 产生sinx/x型的相乘阵180

5.2 线阵组成的分裂相乘阵184

5.3 时间平均相乘阵188

5.4 双基元合成多基元阵194

第六章宽带阵205

6.1 宽带阵的一般概念及实例205

6.2 恒定束宽阵的设计方法227

6.3 利用傅氏变换实现恒定束宽阵236

6.4 线性组合恒定束宽阵244

6.5 乘幂恒定束宽阵255

6.6 低频归一波形估计恒定束宽阵264

第七章基阵的空间处理增益291

7.1 基阵的空间相关性291

7.2 设法举例303

7.3 连续型基阵的处理增益319

7.4 轴向集中系数和空间处理增益的比较323

第八章离散扫描阵329

8.1 概述329

8.2 功率响应因子332

8.3 功率响应因子的计算举例347

8.4 空间处理增益360

8.5 空间处理增益的计算举例368

第九章基阵处理器的敏感性和误差395

9.1 常规阵与最佳阵的性能比较395

9.2 最佳阵处理增益的敏感性和统计误差408

9.3 信号抑制431

9.4 数值计算举例440

第十章波束形成器460

10.1 单、多波束系统的原理和功能461

10.2 时域波束形成器477

10.3 频域波束形成器488

10.4 自适应波束形成器491

第十一章声呐发射基阵的互辐射效应与速度控制503

11.1 互辐射效应的分析503

11.2 互辐射阻抗及其系数508

11.3 各种形式基阵的互辐射阻抗系数511

11.4 发射基阵方程532

11.5 实际计算举例538

11.6 速度控制方法与分析542

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摘要：本文深入探讨了声呐基阵设计原理，通过分析声呐基阵的构成、工作原理、设计方法和应用领域，详细介绍了《声呐基阵设计原理.pdf电子书版文档下载》的内容，为读者提供了全面了解声呐基阵设计的知识体系。

1、声呐基阵构成

声呐基阵是由多个声呐单元组成的阵列，通过合理设计声呐单元的排列方式和间距，实现对声波的有效控制和探测。声呐基阵的构成主要包括声呐单元、信号处理器和控制系统。声呐单元是基阵的基本单元，负责发射和接收声波；信号处理器对声波信号进行处理，提取有用信息；控制系统负责协调各个声呐单元的工作，实现声呐基阵的整体性能。

声呐单元的类型多样，包括压电式、磁致伸缩式和电磁式等。压电式声呐单元具有结构简单、成本低等优点，广泛应用于水下探测领域。磁致伸缩式声呐单元具有较高的灵敏度和较远的探测距离，适用于深海探测。电磁式声呐单元则具有较宽的频带和较高的分辨率，适用于高精度探测。

信号处理器的设计是声呐基阵设计的关键环节，主要包括模拟信号处理和数字信号处理。模拟信号处理主要采用滤波、放大、混频等电路实现，具有实时性好、抗干扰能力强等特点。数字信号处理则采用计算机技术实现，具有更高的精度和灵活性，但实时性相对较差。

2、声呐基阵工作原理

声呐基阵的工作原理基于声波在水中的传播特性。当声呐基阵发射声波时，声波在水中传播，遇到目标物体后发生反射，反射声波被基阵接收。通过分析反射声波的特性，可以获取目标物体的位置、速度、形状等信息。

声呐基阵的探测距离与声波在水中的传播速度和频率有关。频率越高，探测距离越近，但分辨率越高；频率越低，探测距离越远，但分辨率越低。因此，在设计声呐基阵时，需要根据实际应用需求选择合适的频率。

声呐基阵的探测精度与声波的方向性有关。通过合理设计声呐单元的排列方式和间距，可以提高声波的方向性，从而提高探测精度。此外，采用多波束技术、相干处理等技术，也可以提高声呐基阵的探测精度。

3、声呐基阵设计方法

声呐基阵的设计方法主要包括声呐单元设计、阵列设计和信号处理设计。声呐单元设计主要关注单元的性能指标，如灵敏度、带宽、指向性等。阵列设计主要关注声呐单元的排列方式和间距，以实现声波的有效控制和探测。信号处理设计主要关注信号处理算法，以提高探测精度和抗干扰能力。

声呐单元设计时，需要综合考虑材料、结构、工艺等因素，以满足实际应用需求。阵列设计时，需要根据探测距离、分辨率、方向性等指标，合理选择声呐单元的排列方式和间距。信号处理设计时，需要根据实际应用场景，选择合适的信号处理算法，以提高探测性能。

声呐基阵设计过程中，还需要考虑环境因素对探测性能的影响，如水温、盐度、流速等。通过优化设计，可以提高声呐基阵在不同环境条件下的探测性能。

4、声呐基阵应用领域

声呐基阵在水下探测领域具有广泛的应用，如海洋资源勘探、水下地形测绘、潜艇探测、水下目标识别等。在海洋资源勘探方面，声呐基阵可以用于海底油气资源的探测和评估。在水下地形测绘方面，声呐基阵可以用于海底地形、地貌的精确测量。在潜艇探测方面，声呐基阵可以用于潜艇的隐蔽探测和跟踪。在水下目标识别方面，声呐基阵可以用于识别和分类水下目标。

随着技术的不断发展，声呐基阵的应用领域也在不断拓展。例如，在海洋环境监测、水下通信、水下机器人等领域，声呐基阵都发挥着重要作用。

声呐基阵的设计和研发，对于推动水下探测技术的发展具有重要意义。通过不断优化设计，提高声呐基阵的性能，可以更好地满足水下探测领域的需求。

总结：

本文从声呐基阵的构成、工作原理、设计方法和应用领域四个方面，对《声呐基阵设计原理.pdf电子书版文档下载》进行了详细阐述。通过对声呐基阵的深入研究，有助于提高水下探测技术的水平，为我国海洋事业的发展提供有力支持。

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