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原文传递圆柱阵布阵技术研究

论文题名：	圆柱阵布阵技术研究
关键词：	圆柱阵;布阵技术;相位补偿;阵元辐射;指向性理论
摘要：	圆柱阵在水下声纳系统中的应用十分广泛，随着现代潜艇隐身技术的飞速发展，声纳系统的目标探测能力需要进一步加强，因此研究低频大功率圆柱阵的布阵技术非常具有实际意义。　　首先，运用射线声学原理及相位补偿方法对圆柱阵的指向性进行理论分析；再通过研究声场对圆柱阵阵元辐射面的作用，对圆柱阵的互辐射作用进行理论分析。　　然后，运用圆柱阵的指向性理论推导得到自然活塞阵元圆柱阵及相控活塞阵元圆柱阵的指向性函数、阵增益，并分别分析圆柱阵的水平阵元数、半径比波长、垂直层数、垂直间距比波长、阵元宽度、阵元高度及相控方向对其指向性及阵增益的影响规律。　　其次，运用圆柱阵的互辐射理论分析阵元间的互辐射作用对密排圆柱阵带来的影响，推导得到圆柱阵上矩形活塞阵元的互辐射阻抗表达式，并分析圆柱阵上矩形活塞阵元的互辐射阻抗随布阵间距的变化规律，且得到阵半径在3λ到6λ范围内且矩形活塞阵元的高度、宽度在λ/6到λ/3范围内的密排圆柱阵，若相邻垂直阵元的间距在0.4到0.5个波长范围，同时相邻水平阵元与z轴所夹圆心角的弧度值在0.1到0.15个波长范围时，阵元间的互辐射作用对密排圆柱阵的发射性能影响不大。　　最后，运用声障板的散射原理推导得到单层障板反射系数的表达式，障板圆柱阵阵元的接收总声场、阵元指向性、阵元响应及障板圆柱阵的指向性函数，分析声障板的材质及声障板到阵元的垂直距离对阵元指向性、阵元响应、障板圆柱阵指向性的影响规律，研究得出绝对软障板对圆柱阵指向性有较好的改善效果，且当绝对软障板与阵元的垂直距离为λ/8时，既可以使障板圆柱阵指向性图的旁瓣得到较好的抑制，还可以使阵增益提高3dB。
作者：	张怡珺
专业：	水声工程
导师：	蓝宇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文