水聲模型在現代聲吶工程設計中起著指導、支撐、分析和評估等多重作用。本書在回顧聲吶裝備發展歷程的基礎上，從聲吶設計者的視角闡述目標信號、水聲傳播、背景噪聲/混響等的經典模型及其發展，介紹水聲模型在現代聲吶工程設計中的應用，闡述現代聲吶工程設計的基本流程和主要方法，給出聲吶性能測試的要點和基本方法，涵蓋現代聲吶工程設計涉及的主要方面。
目錄
叢書序
自序
主要符號表
第1章 概論 1
1.1 聲吶簡史 1
1.1.1 國外聲吶簡史 1
1.1.2 聲吶裝備的代際特征 3
1.1.3 我國聲吶簡史 4
1.1.4 聲吶設備與聲吶系統 5
1.2 模型思維與水聲建模 5
1.2.1 模型思維 5
1.2.2 水聲建模 6
1.3 工程思維與聲吶工程設計 9
1.3.1 工程思維 9
1.3.2 聲吶工程設計 9
1.4 水聲模型與聲吶工程 12
1.5 聲吶實際使用效能 13
參考文獻 13
第2章 聲吶原理與工作環境 14
2.1 聲吶原理 14
2.1.1 基本組成與工作過程 14
2.1.2 主要指標 17
2.1.3 聲吶方程 18
2.2 聲吶工作環境 22
2.2.1 海洋聲學環境 22
2.2.2 聲吶平臺/安裝環境 32
2.3 聲吶工作特點 33
參考文獻 33
第3章 水聲目標信號模型 35
3.1 目標輻射噪聲模型 35
3.1.1 艦船輻射主要噪聲源 35
3.1.2 艦船輻射噪聲譜特性 39
3.1.3 艦船輻射噪聲信號模型 40
3.2 目標散射聲模型 50
3.2.1 目標散射特性 50
3.2.2 目標散射的回波模型 50
3.2.3 典型水下目標的回波特征 59
參考文獻 61
第4章 水聲傳播模型 62
4.1 水聲傳播建模 62
4.1.1 水聲傳播簡化模型 62
4.1.2 海洋波導聲傳播模型 65
4.2 水聲傳播特性 74
4.2.1 淺海聲傳播特性 74
4.2.2 深海聲傳播特性 78
4.2.3 聲場相關特性 83
參考文獻 89
第5章 聲吶背景噪聲模型 90
5.1 聲吶背景噪聲概念與成分 90
5.2 海洋環境噪聲模型 91
5.2.1 海洋環境的主要噪聲源及其特性分析 91
5.2.2 海洋環境噪聲建模 92
5.3 聲吶平臺自噪聲模型 97
5.3.1 聲吶平臺自噪聲源 97
5.3.2 艦殼聲吶平臺自噪聲特性模型 99
5.3.3 拖曳聲吶平臺自噪聲特性模型 100
5.3.4 機載聲吶平臺自噪聲特性模型 108
5.4 聲吶背景噪聲場空間特性模型 108
5.4.1 各向同性噪聲場空間特性模型 109
5.4.2 半各向同性噪聲場空間特性模型 110
5.4.3 表面生成噪聲場空間特性模型 110
5.4.4 脈沖噪聲場空間特性模型 111
參考文獻 113
第6章 混響模型 114
6.1 混響的產生及分類 114
6.2 混響建模 115
6.2.1 聲散射模型 115
6.2.2 體積混響模型 122
6.2.3 界面混響模型 123
6.2.4 收發分置海底混響模型 126
6.3 混響特性分析 127
6.3.1 混響強度的時空分布特性 127
6.3.2 混響的時空特性 129
6.3.3 混響的統計特性 133
參考文獻 137
第7章 聲吶基陣與陣增益 138
7.1 聲吶基陣指向性 138
7.1.1 聲吶基陣指向性函數 138
7.1.2 聲吶基陣指向性控制 146
7.1.3 典型聲吶基陣指向性估算 148
7.2 聲吶基陣增益 163
7.2.1 聲吶基陣增益與指向性指數的關系 163
7.2.2 聲吶基陣增益計算 166
參考文獻 169
第8章 聲吶信號信息處理 170
8.1 信號檢測基本理論與方法 170
8.1.1 信號檢測基本理論 170
8.1.2 高斯噪聲中未知信號的檢測 176
8.1.3 高斯噪聲中確知信號的檢測 182
8.2 信號參數估計基本理論與方法 186
8.2.1 信號參數估計基本準則 186
8.2.2 白色高斯信道中單參量信號估計方法 189
8.2.3 白色高斯信道中多個信號參量的同時估計方法 190
8.3 聲吶信息處理基本理論與方法 191
8.3.1 目標定位基本理論與方法 191
8.3.2 目標識別基本理論與方法 195
8.3.3 目標跟蹤基本理論與方法 199
參考文獻 206
第9章 聲吶總體設計 208
9.1 聲吶總體設計概述 208
9.1.1 總體設計準則 208
9.1.2 總體設計方法 209
9.1.3 總體設計流程 209
9.2 聲吶總體設計要點 210
9.2.1 需求分析 210
9.2.2 功能性能組成及接口設計 212
9.2.3 設計校核 225
9.3 被動聲吶總體設計 227
9.3.1 需求分析 227
9.3.2 被動聲吶性能建模與計算 227
9.3.3 被動聲吶總體參數優化 230
9.3.4 被動聲吶總體設計實例 235
9.4 主動聲吶總體設計 237
9.4.1 需求分析 238
9.4.2 主動聲吶性能建模與計算 238
9.4.3 主動聲吶總體參數優化設計 240
9.4.4 主動聲吶總體設計功能性能校核與驗證 248
9.4.5 主動聲吶總體設計實例 249
參考文獻 256
第10章 聲吶主要分機設計 257
10.1 聲吶基陣設計 257
10.1.1 概述 257
10.1.2 設計要點 258
10.1.3 設計驗證 263
10.2 前置預處理分機設計 263
10.2.1 概述 263
10.2.2 主要設計輸入 264
10.2.3 設計主要技術參數 264
10.2.4 設計要點 265
10.2.5 電路設計 266
10.2.6 設計驗證 268
10.3 發射機設計 268
10.3.1 概述 268
10.3.2 設計要點 269
10.3.3 設計驗證 273
10.4 信號信息處理分系統設計 273
10.4.1 概述 273
10.4.2 處理方法與技術參數設計 274
10.4.3 被動聲吶信號信息處理 277
10.4.4 主動聲吶信號信息處理 281
10.4.5 多源多維信息融合處理 283
10.4.6 設計驗證 286
10.5 設計文件 287
10.5.1 設計文件的編制原則 287
10.5.2 設計文件編制注意事項 291
參考文獻 292
第11章 聲吶性能測試 294
11.1 實驗室測試 294
11.1.1 換能器等效電阻抗測量 294
11.1.2 換能器發送響應測量 295
11.1.3 換能器發送聲功率測量 297
11.1.4 水聽器的接收電壓靈敏度測量 298
11.1.5 換能器指向性測試 301
11.2 湖上試驗 302
11.2.1 聲吶基陣測試 302
11.2.2 被動聲吶總體參數測試 310
11.2.3 主動聲吶總體參數測試 314
11.3 陸上聯調試驗 315
11.4 海上試驗 315
11.4.1 系泊試驗 316
11.4.2 航行試驗 317
11.5 關于測試結果的評估 322
11.5.1 主動作用距離評估 322
11.5.2 被動作用距離評估 323
11.6 設計確認 324
參考文獻 324
索引 325
后記 329
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