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我国近海区和港口以泥沙底为主,沉底水雷布防一段时间后,容易出现被泥沙等沉积物掩埋的现象。掩埋降低了声引信工作频带内的能量,使得沉底水雷对目标的检测性能下降,打击区域性控制下降甚至失效。论文在这样的背景下,通过研究泥沙等海底沉积物的声学性质,重点建立了掩埋水雷在不同海底和不同掩埋深度的声衰减模型,评估了掩埋条件下水雷的声引信性能,提出了抗掩埋沉底水雷声引信关键技术,解决因掩埋而引起的沉底水雷检测性能下降和区域性控制问题,降低掩埋对声引信性能的影响,提高掩埋条件下水雷对目标的探测性能。论文主要的研究成果和创新点如下:一、提出了一种改进的Biot-Stoll声衰减模型参数估计方法,以克服利用Kozeny-Carman方程估计泥沙海底模型参数存在较大估计偏差的问题,在简化模型参数计算的同时,优化了渗透率和孔隙尺度的估计经验公式,减小了渗透率和孔隙尺度的估计偏差,改进后的模型参数估计方法能更准确地预测泥沙掩埋水雷的声传播衰减特性。二、针对单层结构海底,建立了掩埋水雷在不同海底和不同掩埋深度中的声衰减模型,定义并推导了该模型的海底界面声透射损失和声传播损失,同时在该模型下利用改进后的声衰减模型参数分别预测了掩埋水雷在粗沙、沙质泥和粘土质泥三种典型海底中的声衰减;针对多分层结构海底,建立了掩埋水雷在多分层海底的声衰减模型。最后,通过湖上试验对单层结构海底的掩埋水雷声衰减模型进行了验证,试验结果验证了该模型的正确性及良好的声衰减预测性能。三、在水雷兵器领域提出了典型底质和不同深度掩埋条件下的声引信性能变化的评估方法,利用建立的掩埋水雷在不同海底和不同掩埋深度的声衰减模型,分析了掩埋对目标检测性能的影响。研究表明,掩埋降低了声引信工作频带内的能量及水雷对目标的检测性能,掩埋条件下能量衰减随频率的升高呈线性增大关系。四、基于建立的掩埋水雷在不同海底和不同掩埋深度的声衰减模型,提出了计算掩埋水雷声引信工作频带内能量损失的方法。预测了粗沙、沙质泥和粘土质泥在10Hz~5kHz信号频段内的掩埋能量损失。研究表明,在相同的掩埋深度条件下,粗沙海底对声信号的影响最大,粘土质泥海底对声信号的影响最小,随着海底底质平均颗粒直径的减小和孔隙度的增加,掩埋对声信号的影响有逐渐减小的趋势。五、提出了抗掩埋沉底水雷被动声引信系统方案,通过应用矢量水听器,降低引信工作频带,减小了掩埋对声信号的影响。方案中为解决因掩埋而引出的沉底水雷区域性控制难题,提出了基于矢量水听器的目标方位估计和基于姿态角传感器的目标方位修正两个关键技术。通过姿态角传感器获得沉底水雷的姿态变化信息,用后置信号处理的方式,对在沉底水雷平台坐标系下估计出的目标方位进行修正,实现了沉底水雷平台坐标系下目标方位与大地坐标系下目标方位之间的转换。