引信水下目标探测超声波发射与控制技术研究

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1、分类号ＴＪ４３密级１注ＵＤＣ６２１东葦恣又乂掌ＮＡＮＪＩＮＧＵＮＩＶ巨民ＳＩＴＹＯＦＳＣＩ巨ＮＣＥ塞ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ博去学位论文引信水下目标探测超声渡发射与控制技术硏究（题名和副题名）谭菊琴（作者姓名）指导教师姓名陈荷娟教授学位类别工学博去学科名称机械工程研巧方向机电系统数字化技术论＾瓣交时间２０巧．０３注１：注明《国际十进分类法ＵＤＣ》的类号。详壬学佐冷文引信水下目掠探测超声波发射与控制技术研究作者：谭菊琴指导教师：陈荷娟教授南

2、京理工大学２０巧年３月Ｐｈ．Ｄ．ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｔｕｄｙｏｆ化ｅＥｍｉｔｔｉｎｇＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＷａｖｅａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＵｎｄｅｒｗａｔ：ｅｒＴａｒｅｔｇｙｇＤｅｔｅｃｔｏｒｆｏｒＦｕｚｅＢｙＴａｎＪｕｉｎｑＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＣｈｅｎＨｅｊｕａｎＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｊｇｙｇｙＭａｒｃｈ２０１５，声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加标注和

3、致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料一。与我同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。＜／研究生签名ｉｒ年パ月日；碑每榮兴学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可从借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可Ｗ向有关部口或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。ｆ如巧＞研究生综名；读華／月；日瞎±学位论文引信水下目标探测超声波发射与控制技术

4、研巧摘要针对未来海上局部战争的特点，尤其是潜艇的机动性、隐蔽性及自动化程度的提高，对配用于水中武器弹药的引信目标探测器的探测性能和智能化水平提出了更高的要求。传统的引信水下日标探测技术难ｔｕ满足现代商技术战争的军事需求，需开展新的探测技术研巧，，使引信水下目标探测系统具有快速、准确、发现、识别、跟踪目标的能力对提高水中武器弹药的综合作战能力具有重要意义，。本文深弹引信为研巧对象關统引信超声波发射关键问题，开展了波形形成、发射及控制机理和实验研究。首先，在调研和收集了大量相关文献的基础上，详细地归纳和系统地综述了大量超一声波探测技术国

5、内外的研巧现状和发展方向，建立了种引信水下目标探测单频、对称Ｈ角线性调频双调制波形发射控制模型＂＂。在搜索目标时采用持续时间较长的单频调＂＂制信号，在跟踪目标时采用调频信号。基于窄带和宽带模糊函数理论，分析了线性调频信号的探测性能，得到宽带模糊函数更适合高机动目标探测的结论。建立了单频脉冲信号、线性调频脉冲信号、对称Ｈ角线性调频脉冲信号和多载波脉冲信号４种调制信号的宽带模糊函数模型，仿真分析结果，，表明高速、远距离时单频脉冲信号的测距特性好、近距离，；低速时对称三角线性调频脉冲信号抗干扰能力嚴强。采用数值计算方法，求解单频脉冲信号和对称Ｈ角

6、线性调频脉冲信号宽带模糊南数，分析发射波形的探测性能，得出距离分辨力、速度分辨力及干扰抑制能力与两信号各参数＂＂的定量关系。结果表明，捜索阶段较长时段的单频调制信号可获得目标粗＂＂略信息，跟踪阶段对称Ｈ角线性调频信号可获得更精确的目标信息。在此研巧基础上，确定了单频脉冲信号和对称Ｈ角线性调频脉冲信号参数。分析了深弹引信超声目标探测器邻弹干扰情况。在多普勒频偏控制法和双口控制法基础上，提出了引信电源电压和回波信号自动控制的单频／调频超声波多口发射控制策略。由引信电源电压信号控制超声目标探测器后动并发射单频脉冲信号，在有效的探测范围内，若连续两

7、次收到回波信号，立即发对称兰角线性调频脉冲信号，；否则继续发单频脉冲信号，立；若两次收到回波信号的时间间隔小于最小探测周期即输出起爆信号。一设计了个通过自动改变发射周期来识别、跟踪目标的多鬥控制信号，只允许控制口内接收信号。若连续两个口内都接收到了回波信号，判断该信号为自身发射信号的回波；一连续两次发射信号的周期设计值不同，若第个控制鬥内有回波信号，第二个控制口内，，而是干扰信号无回波信号则可判断为非自身发射信号的回波，通过这种自动调整发，可Ｗ有效地排除邻弹干扰射周期值。采用ＤＳＰＢｕｉｌｄｅｒ、