水下航行器的聲隱身性能是決定其作戰(zhàn)能力的一項重要指標,聲隱身技術作為一項關鍵技術被廣泛深入研究。在聲隱身性能測試系統(tǒng)中常用垂直發(fā)射陣作為聲源,由于制作工藝及基陣硬件等方面的原因,發(fā)射陣的陣元通道一致性會存在誤差;再加上測試現場受海流、船體搖曳等因素影響,垂直發(fā)射陣會偏離豎直狀態(tài),導致發(fā)射波束無法對準被測目標,影響測量結果的準確性。因此需要對垂直發(fā)射陣進行先期校準,現場使用時還需對其方位姿態(tài)誤差進行補償,實現對垂直陣的相控發(fā)射,提高測試準確度。本文基于上述問題展開研究,設計了一套垂直發(fā)射陣陣元通道一致性校準方案,運用FFT法和最大似然估計法兩種算法,求解出每一路陣元通道相應收發(fā)信號間的相位差和相對幅度;并以某一陣元通道為基準,分別求出各陣元通道相對于基準通道的相位一致性和幅度一致性系數,進行陣元通道一致性補償處理。同時本文提出搭建垂直發(fā)射陣標校系統(tǒng),該系統(tǒng)主要包括了基于STM32F429開發(fā)板和CYW11通用型投入式液位儀的液位測量顯示模塊,用于確定發(fā)射陣與水聽器水下的確切深度信息,提高實驗測試精度;基于PNI SEATRAX姿態(tài)儀的姿態(tài)實時監(jiān)測模塊,用于獲取發(fā)射陣在水下的三維姿態(tài)角信息... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

垂直發(fā)射陣標校系統(tǒng)框圖

陣元通道能的影數據做直發(fā)射3.1 陣除相位差準方案的影響為型號的實驗測量件表達1 號和 2道本身固有響因素包括處理，分析陣的陣元通陣元通道一了各個陣元異外，是否的制定是否因素進行研使實驗環(huán)境發(fā)射換能器量的頻率范式2r L / 號發(fā)射換有的幅度與括：發(fā)射頻率析這些因素是通道一致性一致性影響元通道自身否還存在其他否合理，校準研究與分析境更符合自器進行測量范圍取 3.15，算出當換換能器的發(fā)送相位差異外率、水深、是否對陣元校準方案以響因素分由于器件、他因素對陣準結果是否，以此完善由場的環(huán)境，發(fā)射換能kHz 至 10k換能器與水送電壓響應外，還會有功率放大器元通道一致以及驗證方分析工藝等方面陣元通道一致否可信，因此善校準方案境，實驗選擇能器為柱長kHz，測量水聽器中心應曲線如圖哪些因素影器放大倍數性產生影響案。面的原因造致性產生影此有必要在，為此進行擇在消聲水0.135m、的最高頻點間距大于 03.1 和圖 3.影響到其相數等，通過水響。并基于這造成其自身存影響。這關系在校準發(fā)射陣行了相應的水池進行。實柱半徑為 0點為 10kHz，0.12m 時符2 所示。幅一致性，水池實驗獲這些分析，存在固有的系到垂直發(fā)陣之前對這水池實驗。實驗選用 20.075m 的，根據遠場符合遠場適用提出獲取相給出的幅度發(fā)射陣這些可個同圓柱場適用用條

圖 3.3 實驗基本框圖射頻率對陣元通道一致性的影響實驗步驟如下：按圖 3.4 所示的設備水下布放圖，將發(fā)射換能器與水聽器通過剛性鋼桿換能器與水聽器的幾何中心距恒為 2.105 米。將連接好的裝置放置水水面鋪上消聲瓦。發(fā)射信號為 CW 信號，采樣頻率為 450kHz ，信號脈寬為 20ms ， 0.5s放檔位調至 40dB，測量放大器檔位調至 40dB，通過數據采集卡將發(fā)一并采集并保存。按1 3倍頻程（ 3.15kHz 、4kHz 、5kHz 、6.3kHz 、8kHz 、10kHz ）增，然后重復步驟 2。用 2 號換能器將 1 號換能器換下，保持水聽器不動（此時換能器與水仍為 2.105 米），再次按照步驟 2 和 3 進行實驗。


本文編號：2917621