水中目标在外场源激励下的水下磁场计算.pdf

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1、第35卷第9期2013年9月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．35，No．9Sep．，2013水中目标在外场源激励下的水下磁场计算吴云超(水下测控技术重点实验室，辽宁大连116013)摘要：为便于分析水中目标在外部电磁场激励下的水下电磁场，本文以导电导磁球体为模型，分析其在无限大海水中谐变均匀磁场激发的水下磁场响应特征。从结果可知，响应磁场和响应电场与外部激励源磁场幅值成正比，即外场源幅值越大，产生的响应磁场幅值越大，越有利于探测；磁场z，z分量随着正横距的增加而减小，Y分量随着正横距的增加是先增大后减

2、小；磁场三分量随着频率的增加而减小，而10Hz以下频率磁场三分量幅值衰减很小。关键词：水中目标；谐变均匀磁场；导电导磁球体中图分类号：U665．26文献标识码：A文章编号：1672—7649(2013)09—0057—05doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2013．09．010ThemagneticfieldofunderwatertargetexcitedbytheexternalfieldWUYan．chao(ScienceandTechnologyonUnderwaterTestandControlLabo

3、ratory，Dalian16013，China)Abstract：Inordertoanalysistheelectromagneticfieldofunderwatertargetintheexternalexcitingfield，theelectricandmagneticsphereisthemodelinthispaper．TheresponsecharacteristicofunderwatermagneticfieldexcitedbytheuniformACmagneticfieldisanalysizedinthes

4、ea．Fromtheresult，wecanseethattheresponsemagneticandelectricfieldisdirectproportiontotheamplitudeoftheexternalexcitingfield．Sothepowerfulexcitingfieldisusefultothedetection．The石andzcomponentofthemagneticfieldisreducedandtheYcomponentisfirstlyincreasedandsecondlyreducedwit

5、htheincreaseddepartureofmeasuringline．Themagneticfieldisreducedwiththeincreasedfrequencyandtheattenuationofthemagneticfieldunder10Hzfrequencyisverysmall．Keywords：underwatertarget；uniformACmagneticfield；electricandmagneticsphere0引言舰艇电磁场信号包括静磁场、静电场以及交变电磁场，是舰艇在航行过程中的典型目标特性，

6、所有信号都能应用到水雷和目标探测技术中。舰艇不仅能够产生电磁特征信号，而且在外部电磁场激励情况下也能够产生电磁响应。通过测量该电磁响应特征，可以发现水中目标舰艇。为便于分析水中目标在外部电磁场激励下的水下电磁场，本文首先分析简单目标球体在外部电磁场激励下的水下电磁响应特征。1基本理论以垂直谐变均匀一次磁场日1=／0e～‘激发海水中导电导磁球体。若球体半径为口，电导率为or，，磁导率为p，，海水的电导率为盯：，导磁率为p：，示意图如图1所示。球内外的磁场可通过赫姆霍兹方程来求得¨“J。选用球坐标系，以球心为原点。因为激发源纯磁性，用赫兹矢

7、量,／r‘来计算磁场比较方便。H=k,2仃++VV·仃+，(1)由于外磁场均匀，它的赫兹矢量仃+的散度为0，故用赫兹矢量靠可简单地将外磁场表示为收稿日期：2012—1l一09；修回日期：2012—11—23基金项目：重点实验室资助项目(9140C260301110C2603)作者简介：吴云超(1979一)，男，工程师，研究方向为舰船电磁检测和信号处理。Ho=k'2卉，即靠=驴H0。(2)·58·舰船科学技术第35卷十十十⋯栅蛐图1全空间海水介质中球体Fig．1ThesphereinthetotalspacefuUofseawater由此

8、可见，外磁场的赫兹矢量衍只有z分量，因而仃+也只有z分量7r?，则7rf满足赫姆霍兹方程V27r?+五“7r?=0。(3)仃?对z轴旋转对称，与妒无关，在球坐标系中仃j满足的赫姆霍兹方程为“lo，(r2等，