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各位网友请教一下5.4.2 核心部件:“安静型”时代,水声信号处理是声呐制胜点

2025-8-3
各位网友请教一下5.4.2 核心部件:“安静型”时代,水声信号处理是声呐制胜点
5.4.2 核心部件:“安静型”时代,水声信号处理是声呐制胜点◼ 水下作战进入“安静型”时代,传统声呐边际作用减弱。随着潜艇主被动声隐身技术的发展,潜艇自体辐射噪声与二次反射声的声级越来越低,使单基地声呐和被动声呐在反潜方面的瓶颈越来越凸显。单传感器水声目标检测受环境噪声干扰、声波传播衰减、多径传播等影响,信号信噪比低,检测结果不可靠,多传感器协同运用和信号组合处理可以提高水声目标检测的可信度,降低虚警率。◼ 水声信号处理是声呐系统最核心环节,属世界性难题。声呐设备大体分为信号接收端(干端)和信号处理端(湿端)。由于水声传播物理的复杂性(声速变化、弯曲、吸收、多路径)、海洋环境的极端噪声和干扰(环境噪声、人为噪声、混响)、目标主动采取的有效隐身措施、复杂背景(海底地形杂波)的干扰等因素,水下信号处理是关键,亦是世界性难题和制胜点。图:信道对水声信号的影响图:声呐系统拆解影响吸收衰减多途传播简述海水对声波的吸收衰减随频率指数上升,导致水声通信带宽窄、速率低。频率越高,通信距离越短。通信速率和通信距离呈反比关系。为了对比不同工作频率的通信机性能,通常用通信速率和通信距离的乘积来衡量性能。发射端的声波沿多条路径传播,接收端收到多个信号。这种现象称为多途传播。多途会导致信号拖尾,前面的信号干扰后面的信号,传输速率越高,接收信号质量越差。此外,多途还会导致频率选择性衰落,部分频率信号被增强,另一些被削弱,这种现象与空间位置有关。多普勒频移发射端和接收端相对运动时,接收信号的频率发生变化,称为多普勒效应,频率变化称为多普勒频移。海面反射、水中湍流等也会引入多普勒频移,导致频移扩散。声波传播速度低,使得水声通信中的多普勒效应比无线电通信严重10万倍。时变性水声信道具有时变性,称为时延-多普勒频移双扩散信道。由于声波传播速度低、符号周期较长,信道时变性对通信的影响更加明显,处理时延扩散和多普勒频移扩散更加困难。环境噪声 天然和人工因素造成的环境噪声对水声通信有严重影响。资料来源:朱敏等《水声通信技术进展》,中科海迅招股说明书,华源证券研究30