一种基于步长渐进控制的软硬器材间声兼容性测试方法与流程

本发明属于水面船舶水下防御，更具体地，涉及一种用于软硬器材间声兼容性测试的方法，适用于明确软硬器材兼容使用的安全工作距离，支撑软硬器材的使用研究、水下防御效能的分析计算及对来袭鱼雷拦截成功概率的评估。

背景技术：

1、水面船水下防御所使用的器材种类愈来愈多，主要有软器材和硬器材。前期用于水下防御的装备类型少，单独装船，不存在与其它器材间的使用影响，使用方法相对简单。

2、随着软硬器材种类的增多，水面船舶装备了不同类型的多种软硬器材。且由于水下防御软硬器材的作用范围相对较近，不可避免的会出现不同器材作用区域的间隔距离过近或区域重叠。由于声学特性和水文环境的复杂性导致不同种类器材的使用会产生相互影响，从而影响软硬器材综合使用效果。

3、因此，需要提出一种在水上环境条件下用于测试不同软硬器材间声兼容性主要特性的测试方法，支撑不同类型软硬器材间声兼容性特性测试，确定不同类型软硬器材间声兼容性兼容使用的安全工作距离，支持软硬器材的综合使用设计与评估，从而实现对多种类软硬器材的合理使用，提升使用效果。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种基于步长渐进控制的测试方法，用于测试不同软硬器材间声兼容性的主要声学特性，确定不同软硬器材间声兼容使用最小安全工作距离，支撑多种软硬器材间的声兼容性水上测试、多种软硬器材的综合使用设计和使用效能评估。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于步长渐进控制的软硬器材间声兼容性测试方法，包括：

3、以声学理论为基础，分析软器材对硬器材的影响，确定理论上正常工作时软器材和硬器材之间的兼容使用最小安全工作距离；

4、确定软器材中的发声设备，硬器材中的接收设备，发声设备和接收设备参照装备使用状态悬浮至水下相应深度，以理论兼容使用最小安全工作距离作为发声设备和接收设备水平间距初始设定值；

5、试验船1携带包括软器材的发声设备、信号采集设备及来袭目标寻的信号模拟器，试验船2携带包括来袭目标辐射噪声模拟器及硬器材的接收设备；

6、在软器材发声设备按照指定工作方式工作条件下，利用来袭目标辐射噪声模拟器模拟来袭高速中等噪声目标以预设航速相对于硬器材的接收设备分别以由远及近和由近及远方式调整间隔距离，通过检测硬器材接收设备的动作情况来判断软器材对硬器材的干扰情况，并通过不断调整试验船1和试验船2的间隔距离来测试确定软器材与硬器材的兼容使用最小安全工作距离。

7、在一些可选的实施方案中，试验船1携带包括软器材的发声设备、包括水听器、测量放大器、带通滤波器及信号采集器的信号采集设备、包括信号源、功率放大器及发射换能器的来袭目标寻的信号模拟器、水文测量仪及示波器。

8、在一些可选的实施方案中，在试验船1上，将软器材的发声设备的声学部件发射换能器布放至水下h11m处，声学部件接收换能器布放至水下h12m处；将来袭目标寻的信号模拟器布放至水下h13m处；将水听器布放至水下h14m处，并与软器材声学部件发射换能器保持一定距离d1 m，以监测软器材发射的声信号。

9、在一些可选的实施方案中，试验船2携带包括来袭目标辐射噪声模拟器、硬器材的接收设备、硬器材数据读取及分析设备、同步信号发生器、信号采集设备及示波器。

10、在一些可选的实施方案中，在试验船2上，将硬器材的接收设备布放至水下h21m处；将来袭目标辐射噪声模拟器布放至水下h22m处，且距离硬器材的接收设备一定间隔距离d2m；将水听器布放至水下h23m处，邻近硬器材的接收设备布置，且与硬器材的接收设备相互无声源遮挡，以监测水下噪声信号；将同步信号发生器吊放至水下h24m。

11、在一些可选的实施方案中，所述确定软器材与硬器材的兼容使用最小安全工作距离，包括：

12、测试硬器材的接收设备在起始距离点d0的工作情况，当在起始距离点d0处硬器材的接收设备均正常工作时，以一定的距离步长l缩小软器材的发声设备与硬器材的接收设备之间的水平间距，在距离点d1重新测试，并观察硬器材的接收设备工作情况，不断缩小水平距离，直至测试样本中存在硬器材的接收设备不能正常工作的情况时，记录当前间距di+1，继续依次缩小水平间距，在di+2距离上进行验证，若验证存在硬器材的接收设备不正常工作的情况，则di+1与di为临界距离段，取di为兼容使用最小安全工作距离。

13、在一些可选的实施方案中，当在起始距离点d0处硬器材的接收设备非正常工作时，以一定的距离步长l增大软器材的发声设备与硬器材的接收设备之间的水平距离，在距离点d1重新测试，并观察硬器材的接收设备工作情况，不断增大水平距离，直至测试样本中存在硬器材的接收设备能正常工作的情况时，记录当前间距dj+1，继续依次增大水平间距，在dj+2距离上进行验证，若验证存在硬器材的接收设备正常工作的情况，则dj+1与dj为临界距离段，取dj+1为兼容使用最小安全工作距离。

14、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

15、支撑软硬器材间声兼容性测试，确定水上条件下软硬器材间兼容性使用的最小安全工作距离，支持软硬器材使用设计及使用效果分析与评估，为水面船舶反水下高速小目标的系统设计和能力评估提供支撑。

技术特征：

1.一种基于步长渐进控制的软硬器材间声兼容性测试方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，试验船1携带包括软器材的发声设备、包括水听器、测量放大器、带通滤波器及信号采集器的信号采集设备、包括信号源、功率放大器及发射换能器的来袭目标寻的信号模拟器、水文测量仪及示波器。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，在试验船1上，将软器材的发声设备的声学部件发射换能器布放至水下h11m处，声学部件接收换能器布放至水下h12m处；将来袭目标寻的信号模拟器布放至水下h13m处；将水听器布放至水下h14m处，并与软器材声学部件发射换能器保持一定距离d1 m，以监测软器材发射的声信号。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，试验船2携带包括来袭目标辐射噪声模拟器、硬器材的接收设备、硬器材数据读取及分析设备、同步信号发生器、信号采集设备及示波器。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，在试验船2上，将硬器材的接收设备布放至水下h21m处；将来袭目标辐射噪声模拟器布放至水下h22m处，且距离硬器材的接收设备一定间隔距离d2m；将水听器布放至水下h23m处，邻近硬器材的接收设备布置，且与硬器材的接收设备相互无声源遮挡，以监测水下噪声信号；将同步信号发生器吊放至水下h24m。

6.根据权利要求1至5任意一项所述方法，其特征在于，所述确定软器材与硬器材的兼容使用最小安全工作距离，包括：

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，当在起始距离点d0处硬器材的接收设备非正常工作时，以一定的距离步长l增大软器材的发声设备与硬器材的接收设备之间的水平距离，在距离点d1重新测试，并观察硬器材的接收设备工作情况，不断增大水平距离，直至测试样本中存在硬器材的接收设备能正常工作的情况时，记录当前间距dj+1，继续依次增大水平间距，在dj+2距离上进行验证，若验证存在硬器材的接收设备正常工作的情况，则dj+1与dj为临界距离段，取dj+1为兼容使用最小安全工作距离。

技术总结
本发明公开了一种基于步长渐进控制的软硬器材间声兼容性测试方法，属于水面船舶水下防御领域，发声设备和接收设备参照装备使用状态悬浮至水下相应深度，以理论上兼容使用最小安全工作距离作为发声设备和接收设备水平间距初始设定值；在软器材发声设备按照指定工作方式工作条件下，利用试验船2携带的来袭目标辐射噪声模拟器模拟来袭高速中等噪声目标以预设航速相对于接收设备分别以由远及近和由近及远方式调整间隔距离，通过检测硬器材的接收设备的动作情况来判断软器材对硬器材的干扰情况，以确定软器材与硬器材的兼容使用最小安全工作距离。通过本发明可以测试不同软硬器材间声兼容性工作影响，确定不同软硬器材间声兼容使用最小安全工作距离。

技术研发人员：吴定刚,黄聪,朱伟峰,黄君,吴雨微
受保护的技术使用者：中国舰船研究设计中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15