水下航行器的聲隱身性能是決定其作戰(zhàn)能力的一項(xiàng)重要指標(biāo),聲隱身技術(shù)作為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)被廣泛深入研究。在聲隱身性能測(cè)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(huì)存在誤差;再加上測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)受海流、船體搖曳等因素影響,垂直發(fā)射陣會(huì)偏離豎直狀態(tài),導(dǎo)致發(fā)射波束無(wú)法對(duì)準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo),影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此需要對(duì)垂直發(fā)射陣進(jìn)行先期校準(zhǔn),現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)還需對(duì)其方位姿態(tài)誤差進(jìn)行補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)對(duì)垂直陣的相控發(fā)射,提高測(cè)試準(zhǔn)確度。本文基于上述問(wèn)題展開(kāi)研究,設(shè)計(jì)了一套垂直發(fā)射陣陣元通道一致性校準(zhǔn)方案,運(yùn)用FFT法和最大似然估計(jì)法兩種算法,求解出每一路陣元通道相應(yīng)收發(fā)信號(hào)間的相位差和相對(duì)幅度;并以某一陣元通道為基準(zhǔn),分別求出各陣元通道相對(duì)于基準(zhǔn)通道的相位一致性和幅度一致性系數(shù),進(jìn)行陣元通道一致性補(bǔ)償處理。同時(shí)本文提出搭建垂直發(fā)射陣標(biāo)校系統(tǒng),該系統(tǒng)主要包括了基于STM32F429開(kāi)發(fā)板和CYW11通用型投入式液位儀的液位測(cè)量顯示模塊,用于確定發(fā)射陣與水聽(tīng)器水下的確切深度信息,提高實(shí)驗(yàn)測(cè)試精度;基于PNI SEATRAX姿態(tài)儀的姿態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

垂直發(fā)射陣標(biāo)校系統(tǒng)框圖

陣元通道能的影數(shù)據(jù)做直發(fā)射3.1 陣除相位差準(zhǔn)方案的影響為型號(hào)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量件表達(dá)1 號(hào)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(gè)陣元異外，是否的制定是否因素進(jìn)行研使實(shí)驗(yàn)環(huán)境發(fā)射換能器量的頻率范式2r L / 號(hào)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(zhǔn)研究與分析境更符合自器進(jìn)行測(cè)量范圍取 3.15，算出當(dāng)換換能器的發(fā)送相位差異外率、水深、是否對(duì)陣元校準(zhǔn)方案以響因素分由于器件、他因素對(duì)陣準(zhǔn)結(jié)果是否，以此完善由場(chǎng)的環(huán)境，發(fā)射換能kHz 至 10k換能器與水送電壓響應(yīng)外，還會(huì)有功率放大器元通道一致以及驗(yàn)證方分析工藝等方面陣元通道一致否可信，因此善校準(zhǔn)方案境，實(shí)驗(yàn)選擇能器為柱長(zhǎng)kHz，測(cè)量水聽(tīng)器中心應(yīng)曲線如圖哪些因素影器放大倍數(shù)性產(chǎn)生影響案。面的原因造致性產(chǎn)生影此有必要在，為此進(jìn)行擇在消聲水0.135m、的最高頻點(diǎn)間距大于 03.1 和圖 3.影響到其相數(shù)等，通過(guò)水響。并基于這造成其自身存影響。這關(guān)系在校準(zhǔn)發(fā)射陣行了相應(yīng)的水池進(jìn)行。實(shí)柱半徑為 0點(diǎn)為 10kHz，0.12m 時(shí)符2 所示。幅一致性，水池實(shí)驗(yàn)獲這些分析，存在固有的系到垂直發(fā)陣之前對(duì)這水池實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)選用 20.075m 的，根據(jù)遠(yuǎn)場(chǎng)符合遠(yuǎn)場(chǎng)適用提出獲取相給出的幅度發(fā)射陣這些可個(gè)同圓柱場(chǎng)適用用條

圖 3.3 實(shí)驗(yàn)基本框圖射頻率對(duì)陣元通道一致性的影響實(shí)驗(yàn)步驟如下：按圖 3.4 所示的設(shè)備水下布放圖，將發(fā)射換能器與水聽(tīng)器通過(guò)剛性鋼桿換能器與水聽(tīng)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(hào)為 CW 信號(hào)，采樣頻率為 450kHz ，信號(hào)脈寬為 20ms ， 0.5s放檔位調(diào)至 40dB，測(cè)量放大器檔位調(diào)至 40dB，通過(guò)數(shù)據(jù)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(fù)步驟 2。用 2 號(hào)換能器將 1 號(hào)換能器換下，保持水聽(tīng)器不動(dòng)（此時(shí)換能器與水仍為 2.105 米），再次按照步驟 2 和 3 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。


本文編號(hào)：2917621