哈工程聲吶新技術(shù)為水下航行器裝上“眼睛”
大海茫茫，怎樣讓水下航行器擁有一雙銳利的“眼睛”？哈爾濱工程大學(xué)水下結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲測(cè)試與源識(shí)別創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的“矢量水聽器技術(shù)及其應(yīng)用”項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了聲吶技術(shù)新突破，增加了水下目標(biāo)探測(cè)的信息和種類，提高了水下目標(biāo)的探測(cè)距離，為我國(guó)艦船和水下航行器安裝上了一雙“銳眼”。該項(xiàng)目獲得了2012年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
據(jù)介紹，“水聽器”主要用于對(duì)水下目標(biāo)的探測(cè)、定位及識(shí)別，是感知水中聲波信號(hào)的傳感器，相當(dāng)于艦船和水下航行器的“眼睛”。因?yàn)閭鹘y(tǒng)水聽器受技術(shù)限制，不能準(zhǔn)確地分辨出對(duì)方的方向，只有靠增加設(shè)備的復(fù)雜度解決這些問(wèn)題。當(dāng)海洋的背景噪聲遠(yuǎn)大于水下航行器的噪聲，信號(hào)與噪聲比很小時(shí)，如何讓水聽器達(dá)到高分辨率和準(zhǔn)確性，不但能測(cè)出目標(biāo)發(fā)出聲音的大小，還能分辨方向？以聲波在水中傳播時(shí)引起的矢量現(xiàn)象為探測(cè)對(duì)象的“銳眼”矢量水聽器的優(yōu)勢(shì)凸顯，它集體積小、精度高、重量輕、耗電少的眾多優(yōu)點(diǎn)于一身。該項(xiàng)目突破了矢量水聽器設(shè)計(jì)、制作、性能校準(zhǔn)及相關(guān)的數(shù)學(xué)物理模型和信號(hào)處理方法等一系列關(guān)鍵技術(shù)，建立了涵蓋矢量水聽器基本理論、設(shè)計(jì)制作、測(cè)試校準(zhǔn)、矢量信號(hào)處理以及基于矢量水聽器的水下探測(cè)系統(tǒng)集成與應(yīng)用體系。
多年來(lái)，哈工程“水下結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲測(cè)試與源識(shí)別”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，圍繞船舶聲頻特征測(cè)試、控制與探測(cè)研究，水聲技術(shù)*重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，以船舶聲頻特征測(cè)試與控制為研究目標(biāo)，開展了大量研究，在船舶振動(dòng)噪聲測(cè)試與分析、船舶噪聲源測(cè)試與識(shí)別、水聲環(huán)境信息獲取、矢量水聽器技術(shù)及其應(yīng)用等方面取得了一系列原創(chuàng)性的標(biāo)志性成果，多項(xiàng)研究成果達(dá)到國(guó)內(nèi)、先進(jìn)的水平。
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