水声建模与声呐工程设计

丛书序
自序
主要符号表
第1章概论 1
1.1 声呐简史 1
1.1.1 国外声呐简史 1
1.1.2 声呐装备的代际特征 3
1.1.3 我国声呐简史 4
1.1.4 声呐设备与声呐系统 5
1.2 模型思维与水声建模 5
1.2.1 模型思维 5
1.2.2 水声建模 6
1.3 工程思维与声呐工程设计 9
1.3.1 工程思维 9
1.3.2 声呐工程设计 9
1.4 水声模型与声呐工程 12
1.5 声呐实际使用效能 13
参考文献 13
第2章声呐原理与工作环境 14
2.1 声呐原理 14
2.1.1 基本组成与工作过程 14
2.1.2 主要指标 17
2.1.3 声呐方程 18
2.2 声呐工作环境 22
2.2.1 海洋声学环境 22
2.2.2 声呐平台/安装环境 32
2.3 声呐工作特点 33
参考文献 33
第3章水声目标信号模型 35
3.1 目标辐射噪声模型 35
3.1.1 舰船辐射主要噪声源 35
3.1.2 舰船辐射噪声谱特性 39
3.1.3 舰船辐射噪声信号模型 40
3.2 目标散射声模型 50
3.2.1 目标散射特性 50
3.2.2 目标散射的回波模型 50
3.2.3 典型水下目标的回波特征 59
参考文献 61
第4章水声传播模型 62
4.1 水声传播建模 62
4.1.1 水声传播简化模型 62
4.1.2 海洋波导声传播模型 65
4.2 水声传播特性 74
4.2.1 浅海声传播特性 74
4.2.2 深海声传播特性 78
4.2.3 声场相关特性 83
参考文献 89
第5章声呐背景噪声模型 90
5.1 声呐背景噪声概念与成分 90
5.2 海洋环境噪声模型 91
5.2.1 海洋环境的主要噪声源及其特性分析 91
5.2.2 海洋环境噪声建模 92
5.3 声呐平台自噪声模型 97
5.3.1 声呐平台自噪声源 97
5.3.2 舰壳声呐平台自噪声特性模型 99
5.3.3 拖曳声呐平台自噪声特性模型 100
5.3.4 机载声呐平台自噪声特性模型 108
5.4 声呐背景噪声场空间特性模型 108
5.4.1 各向同性噪声场空间特性模型 109
5.4.2 半各向同性噪声场空间特性模型 110
5.4.3 表面生成噪声场空间特性模型 110
5.4.4 脉冲噪声场空间特性模型 111
参考文献 113
第6章混响模型 114
6.1 混响的产生及分类 114
6.2 混响建模 115
6.2.1 声散射模型 115
6.2.2 体积混响模型 122
6.2.3 界面混响模型 123
6.2.4 收发分置海底混响模型 126
6.3 混响特性分析 127
6.3.1 混响强度的时空分布特性 127
6.3.2 混响的时空特性 129
6.3.3 混响的统计特性 133
参考文献 137
第7章声呐基阵与阵增益 138
7.1 声呐基阵指向性 138
7.1.1 声呐基阵指向性函数 138
7.1.2 声呐基阵指向性控制 146
7.1.3 典型声呐基阵指向性估算 148
7.2 声呐基阵增益 163
7.2.1 声呐基阵增益与指向性指数的关系 163
7.2.2 声呐基阵增益计算 166
参考文献 169
第8章声呐信号信息处理 170
8.1 信号检测基本理论与方法 170
8.1.1 信号检测基本理论 170
8.1.2 高斯噪声中未知信号的检测 176
8.1.3 高斯噪声中确知信号的检测 182
8.2 信号参数估计基本理论与方法 186
8.2.1 信号参数估计基本准则 186
8.2.2 白色高斯信道中单参量信号估计方法 189
8.2.3 白色高斯信道中多个信号参量的同时估计方法 190
8.3 声呐信息处理基本理论与方法 191
8.3.1 目标定位基本理论与方法 191
8.3.2 目标识别基本理论与方法 195
8.3.3 目标跟踪基本理论与方法 199
参考文献 206
第9章声呐总体设计 208
9.1 声呐总体设计概述 208
9.1.1 总体设计准则 208
9.1.2 总体设计方法 209
9.1.3 总体设计流程 209
9.2 声呐总体设计要点 210
9.2.1 需求分析 210
9.2.2 功能性能组成及接口设计 212
9.2.3 设计校核 225
9.3 被动声呐总体设计 227
9.3.1 需求分析 227
9.3.2 被动声呐性能建模与计算 227
9.3.3 被动声呐总体参数优化 230
9.3.4 被动声呐总体设计实例 235
9.4 主动声呐总体设计 237
9.4.1 需求分析 238
9.4.2 主动声呐性能建模与计算 238
9.4.3 主动声呐总体参数优化设计 240
9.4.4 主动声呐总体设计功能性能校核与验证 248
9.4.5 主动声呐总体设计实例 249
参考文献 256
第10章声呐主要分机设计 257
10.1 声呐基阵设计 257
10.1.1 概述 257
10.1.2 设计要点 258
10.1.3 设计验证 263
10.2 前置预处理分机设计 263
10.2.1 概述 263
10.2.2 主要设计输入 264
10.2.3 设计主要技术参数 264
10.2.4 设计要点 265
10.2.5 电路设计 266
10.2.6 设计验证 268
10.3 发射机设计 268
10.3.1 概述 268
10.3.2 设计要点 269
10.3.3 设计验证 273
10.4 信号信息处理分系统设计 273
10.4.1 概述 273
10.4.2 处理方法与技术参数设计 274
10.4.3 被动声呐信号信息处理 277
10.4.4 主动声呐信号信息处理 281
10.4.5 多源多维信息融合处理 283
10.4.6 设计验证 286
10.5 设计文件 287
10.5.1 设计文件的编制原则 287
10.5.2 设计文件编制注意事项 291
参考文献 292
第11章声呐性能测试 294
11.1 实验室测试 294
11.1.1 换能器等效电阻抗测量 294
11.1.2 换能器发送响应测量 295
11.1.3 换能器发送声功率测量 297
11.1.4 水听器的接收电压灵敏度测量 298
11.1.5 换能器指向性测试 301
11.2 湖上试验 302
11.2.1 声呐基阵测试 302
11.2.2 被动声呐总体参数测试 310
11.2.3 主动声呐总体参数测试 314
11.3 陆上联调试验 315
11.4 海上试验 315
11.4.1 系泊试验 316
11.4.2 航行试验 317
11.5 关于测试结果的评估 322
11.5.1 主动作用距离评估 322
11.5.2 被动作用距离评估 323
11.6 设计确认 324
参考文献 324
索引 325
后记 329
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