深海中四桨运动舰船产生的轴频电磁场研究.pdf

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1、船电技术1应用研究深海中四桨运动舰船产生的轴频电磁场研究任立刚1，朱武兵2，高中峰3，周茜3(1．海军92925部队，山西长治046011：2．海军工程大学电气工程学院，武汉430033；3．海军91446部队，河北诼州072750)摘要：舰船轴频电磁(EM)场可应用于新型鱼水雷武器引信，运动舰船轴频电磁场建模可通过运动的垂直时谐偶极子实现。本文根据单个运动垂直时谐电偶在海水中固定场点产生的电磁场公式，然后采用基于汉克尔变换的快速FFT算法得到t时刻在固定场点产生的电磁场，最后通过推广得到四个运动垂直时谐电偶极子在固定场

2、点产生的电磁场公式。通过推导的公式对四桨运动舰船的轴频电磁场实现了仿真。关键词：轴频电磁场电偶极子汉克尔变换仿真中图分类号：TMl53文献标识码：A文章编号：1003．4862(2014)01．0058．04ResearchonEMfieldofFour·propellerMovingShipinDeepSeaRenLigan91，ZhuWubin92，GaoZhongfen93，ZhouQian3(1．UnitNo．92925，Changzhi046011，Shanxi，China；2．CollegeofElectri

3、calEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China；3．UnitNo．91446，Zhuozhou072750，Hebei，China)Abstract：EMfieldcanbeusedtofuzetheneotypetorpedoandtheshaftfrequencyEMfieldcanbemodeledbymovingtimeharmonicmovingverticalelectricdipole(VED)．Accordingtotheequa

4、tionsofelectromagnetic(EM)feldofsinglepropellerofmovingtime—harmonicDipoleandtheFFTtransferalgorithmtocalculatetheEMfieldatfixedpoint,theEMequationsoffourtime-harmonicdipoleatfixedpointbasedontheHankelequationareobtainedandtheshaft-frequencyEMfieldoffourpropeller

5、movingshipismodeledbytheequations．Keywords：shaft-frequencyEMfield?electricdipole,"Hankeltransformer；simulation0引言随着现代信息处理技术、微电子技术和传感器技术的发展，对舰船目标特性的研究进一步深入，舰船轴频电磁场已经成为重要的水下信号。文献【1】通过研究表明深海环境下舰船轴频电磁场可以通过运动的垂直时谐偶极子模拟，但是只研究了舰船是单个螺旋桨的情形下的建模与仿真。现役的中型、大型舰艇都可能采用多桨的推进方式j因

6、此只研究单桨舰艇的轴频电磁场显然是不够的。对于四桨的大型舰船，在采用多桨的推进收稿日期：2013．06．05基金项目：国防科研基金(4010308020401)作者简介：任立刚(1978一)，男，工程师。研究方向：导电媒质中的电磁场。58方式时，四个桨经常是不同步的，这样就会导致四个螺旋桨旋转时各自产生的轴频电磁场具有不同的相位、幅值、频率。因此研究四桨运动舰船产生的轴频电磁场具有十分重要的实际意义。对轴频电磁场的实际应用需要对这种四桨的舰船的电磁场进行建模。并为未来轴频电磁场用于舰艇的远程探测提供了基础。本文采用四个运

7、动垂直时谐电偶极子在固定场点产生的电磁场对深海中运动四桨舰船的电磁场进行模拟。1深海中运动垂直时谐偶极子电磁场表达式根据文献【11推导出深海中运动垂直时谐电偶极子电磁场的表达式：船电技术I应用研究彤=Bx髟=r(By一孝疋)(2)蟛=y(吃+孝影)彰=反兰-∥4万11a哕p[j等j,(p孝)e-V,(z+zo)d善一笸占(硝)eV·H嘴】(3)；■彤：y(彤一善疋)=趔4re望Ox[RJo￡vl州硝)卢2。Id孝一片～-vl(Z+zok]+孑警f鬻讹伽州Z-zok一蓐删)e-Vl(Z+Zo)d孝愕铧；Vlc‘4万庀iI赫

8、厶瞄∥。嘞k—a垮t)L0矗㈤∥确)髫]c4，ojp詈筹参陋c胁vl(一屹善一舻以桫乜场kf、(5)0fE母一筹豢归(胁vl(z训鸳枷∥Ⅷ翻0(6)盼(髟删=一等拈㈨)e-心嘞协一陆2‘(店)e州外铂’嘴I(7’jJ翰(妒哆卜警瞧讹伽叫(z询_孝普。c∥㈣呦孝l-筹{协厶(硝)e-v'(z-z。)d孝一胁厶㈤e-V,