《魚雷自導技術》

《魚雷自導技術》

本書主要內容包括魚雷自導基陣、自導信道和自導信號分析技術、自導信號檢測和目標參數估計以及目標識別技術、尾流自導技術。書中所涉及的專業領域較廣,較全面地反映了近幾年來國內外在該領域的最新發展和研究成果。

基本信息

內容簡介

《魚雷自導技術》魚雷自導技術
魚雷自導技術理論及其套用,全書共分8章,突出了魚雷水下自動尋的和水下精確制導的特點技術,主要內容包括魚雷自導基陣、自導信道和自導信號分析技術、自導信號檢測和目標參數估計以及目標識別技術、尾流自導技術。書中所涉及的專業領域較廣,較全面地反映了近幾年來國內外在該領域的最新發展和研究成果,有些內容如尾流自導技術是國內外第一次發表的當前研究的熱點技術。
書中理論敘述準確,並注重理論與工程套用相結合,適用性強。
《魚雷自導技術》可供從事魚雷設計,魚雷自導專業的研究人員,以及在此領域內從事科研、生產、試驗和部隊使用的技術人員參考,也可供高等院校相關專業師生參考。

作者簡介

周德善,研究員,河南開封市通許縣人。1939年生,1963年畢業於西北工業大學航海工程系。畢業後一直在中國船舶重工業集團公司第705研究所從事水聲工程和魚雷自導技術研究。承擔了多項國家重要科研項目的研究和設計工作,歷任研究室主任、科技處處長、副總工程師等職。曾任“水下信息與控制”和“水中目標特性”國家重點實驗室學委會委員,享受國務院特殊津貼。榮獲多項科技進步獎,撰寫論文數十篇。

目錄

第1章魚雷自導技術概述
1.1魚雷聲自導的工作原理
1.1.1魚雷自導裝置類別
1.1.2通用型聲自導裝置
1.1.3國外一些自導魚雷的基陣與波束
1.1.4反艦尾流自導裝置
1.2決定聲自導裝置性能的主要技術參數
1.2.1換能器(基陣)指向性指數D
1.2.2發射聲源級SL
1.2.3自噪聲級NL
1.2.4檢測閾DT
1.2.5信號形式
1.2.6工作頻率
1.2.7傳播損失TL
1.2.8混響級RL
1.2.9環境噪聲級NL
1.2.10目標強度TS
1.2.11目標聲源級
1.2.12自導作用距離
1.3魚雷自導技術的發展趨勢
第2章魚雷自導基陣技術
2.1概述
2.2自導基陣的布局
2.3自導聲學裝置的聲學結構
2.3.1透聲膜
2.3.2去耦器
2.3.3減振器
2.4水聲換能器及基陣
2.4.1水聲換能器
2.4.2平面基陣
2.4.3陣元權係數的設計
2.4.4寬頻恆定束寬陣設計
第3章魚雷自導信道與目標特性
3.1概述
3.2海水的聲吸收
3.3海水中的聲速
3.4界面對聲傳播的影響
3.4.1海面
3.4.2海底
3.5聲傳播的多徑效應
3.6聲傳播的起伏
3.7隨機時變信道的系統函式
3.8隨機信道的平均特性
3.8.1信道系統函式的平均
3.8.2信道的相干性
3.9隨機信道的二階統計特性
3.9.1系統函式的相關函式
3.9.2廣義平穩非相關散射信道
3.10信道的衰落效應和相干函式
3.10.1信道的衰落效應
3.10.2信道對波形的解相關
3.10.3信道的相干函式
3.11信道的散射函式
3.11.1信道的模糊效應
3.11.2信道散射函式
3.11.3信道的分類
3.12隨機時空變信道
3.13時變信道的抽頭延遲線模型
3.14魚雷自導目標特性
3.14.1目標強度
3.14.2目標回波形成機理
3.14.3目標系統函式
3.14.4目標回波的衰落和模糊
3.14.5目標模型
3.14.6目標回波特徵
3.14.7艦艇輻射噪聲特性
第4章魚雷自導信號分析
4.1概述
4.2波形參數
4.3點目標回波的數學模型
4.4模糊度函式
4.4.1窄帶模糊度函式
4.4.2寬頻模糊度函式
4.5常用魚雷自導信號波形
4.5.1單頻脈衝信號
4.5.2線性調頻脈衝信號
4.5.3雙曲調頻信號
4.5.4偽隨機信號
4.5.5其他波形
4.6魚雷自導信號波形選擇
4.6.1概述
4。6.2工作頻率選擇
4.6.3時寬T和頻寬B的選擇
第5章魚雷聲自導信號檢測
5.1魚雷聲自導的信號檢測背景
5.2信號在空域的檢測
5.2.1概述
5.2.2時域波束形成器
5.2.3頻域波束形成器
5.3信號在時-頻域中的檢測
5.3.1經典信號檢測理論——奈曼-皮爾遜檢測器
5.3.2零均值平穩白高斯噪聲背景下已知信號的檢測
5.3.3信號由白高斯噪聲組成時的信號檢測
5.3.4窄帶高斯噪聲中正弦波信號的檢測
5.4經典信號檢測方法在魚雷聲自導中的實現
5.4.1實時相關在時域的實現方法
5.4.2實時相關在頻域的實現方法
5.4.3短時間傅立葉變換(stft)用於檢測CW脈衝信號
5.5混響中信號的檢測
5.5.1主動聲自導脈衝波形選擇
5.5.2選擇主動聲自導信號頻寬、信號功率和脈衝長度時考慮的因素
5.5.3魚雷主動聲自導中對抗混響的方法
5.6彌散信道中的信號檢測
5.7自導信號檢測的恆虛警處理
附錄:都卜勒效應
第6章魚雷聲自導目標參數估計
6.1魚雷戰術使用對聲自導目標參數估計的性能要求
6.2目標方位估計
6.2.1目標定向的基本原理
6.2.2對目標定向裝置的基本要求
6.2.3分裂波束定向法的實現
6.3目標距離估計
6.3.1測距的基本問題
6.3.2脈衝法測距
6.3.3相位法測距系統
6.4最大似然估計器
6.4.1經典估計理論
……

第7章魚雷聲自導目標識別
第8章魚雷尾流自導技術

前言

魚雷是海軍的主戰武器,是唯一能在水下自動尋的和精確制導的兵器,因而受到了海軍的高度重視。隨著魚雷技術的不斷發展和提高,大大擴大了打擊範圍和命中精度,從而進一步強化了魚雷在現代海戰中的地位。
魚雷自導是魚雷實現水下自動尋的和精確制導的關鍵系統。微電子技術、計算機技術和信息處理技術的發展促進了自導技術的進步和發展。但同時人工干擾和反對抗技術也得到了飛速發展,使得常規的自導魚雷不能正常工作,作戰效能大大降低。為了適應現代海戰的需要,提高魚雷自導技術性能是當前迫切的任務。
在中國造船工程學會水中兵器學術委員會組織下,第七。五研究所承擔了《魚雷自導技術》等書的編著任務,所內組成了主管領導負責的領導小組,組織了編寫工作,有關職能部門及研究室給予了重要支持,保證了本書的編寫進度和質量。
本書作者長期從事魚雷自導技術研究、設計、試驗和教學工作,在工作中積累了大量的理論知識和實踐經驗,總結升華為本書內容。全書共8章。第1章簡要介紹了魚雷自導技術的原理以及決定聲自導性能的主要技術參數。第2章論述魚雷自導基陣及其聲學結構設計。第3章論述魚雷自導信道與目標特性。第4章論述魚雷自導信號波形分析及波形選擇。第5章論述魚雷自導信號檢測的幾種方法。第6章論述魚雷自導目標參量估計的方法。第7章論述魚雷自導目標識別的幾種方法。第8章論述魚雷聲尾流自導和尾流非聲特性的檢測。

精彩書摘

第1章 魚雷自導技術概述
魚雷是唯一能在水下精確制導和自動尋的的兵器,被譽為水下飛彈。魚雷之所以能夠精確制導和自動尋的,主要是其上裝有稱為自導裝置的特種小型聲納。第二次世界大戰中,德國首先使用了聲自導魚雷,並取得了驚人的戰果,在10min內,擊沉了三艘美國雷擊艦。它與一般艦船用聲納不同之處在於它具有自尋的、自識別、自導引的功能。
1.1 魚雷聲自導的工作原理
1.1.1 魚雷自導裝置類別
魚雷自導裝置分主動自導和被動自導裝置,按照攻擊對象可分為通用型(既可攻擊水下目標,也可攻擊水面目標)和專門用於攻擊水面艦艇的尾流自導。不管採用何種形式的自導,都要求具有儘量遠的作用距離,儘量高的導引精度。
魚雷聲自導裝置的主要戰術指標是:
(1)自導工作方式:主動自導、被動自導、主/被動聯合自導、尾流自導。
(2)自導作用距離:自導作用距離不但取決於自導裝置本身的性能,而且與傳播聲道參數、目標參數有關。
(3)搜尋扇面:表示在水平面和垂直面搜尋目標的角度範圍。

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