编队水声探测时抗同频干扰的空间分集法研究

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　　1 引言

　　编队水声探测是指由多个声纳平台组成的编队在执行诸如对潜搜索等任务时同时使用各自的声纳设备进行水声探测。由于编队内部各个声纳平台之间距离较近,就不可避免的会产生同型主动声纳、不同型主动声纳之间的同频干扰。这就严重影响了编队水声探测时主动声纳的正常工作。

　　对同频干扰现象的认识和研究在雷达和通信领域起步较早,解决的方法也比较成熟[1~2],近来,声纳的同频干扰现象逐渐受到水声领域研究者的重视[3~8]。胡晓宇在文献[4]中提出了一种具有较好的抗同频干扰能力的窄带接收机结构;刘贯领在文献[6~8]中对声纳信号的声兼容性和抗同频干扰方法进行了研究。

　　目前,关于各种抗同频干扰方法的具体实施和对同频干扰抑制的效果以及对各种组织方法在实际战术要求和装备条件下获得应用的可能性都需要作进一步的研究和分析。为此,论文对几种常用方法的特点和局限性作了研究和总结,并对空间分集法的实现手段及其对同频干扰的抑制作了研究。同时,通过两种编队队形对空间分集法作了仿真研究。

　　2 同频干扰的分类及抑制方法

　　如图1所示的编队同频干扰示意图。对于声纳平台1,a是其自身发射脉冲到达目标后的回波,b是声纳平台2发射信号经过目标反射后到达声纳平台1的回波;c是声纳平台2发射信号的直达波。其中,a和c就是编队内其它声纳平台发射信号引起的同频干扰。

　　根据对声纳探测的不同影响,同频干扰可以分为直达波干扰和假目标干扰两种。直达波干扰是指编队内其它声纳发射信号的直达波对目标回波产生的影响;假目标干扰是指编队内其它声纳平台发射信号对同一目标的回波信号对本声纳平台发射信号的目标回波的干扰。

　　对于同频干扰的抑制,常用方法主要有频率分集、时间分集和空间分集三种。其中,频率分集法是指人为地规定各个声纳平台发射信号的频率,以保证各个声纳平台的发射信号对编队内其它声纳平台不会产生影响,该方法虽然可以从本质上消除同频干扰,但是由于受到声纳设备的限制,无法在实际中应用;时间分集法是指有目的地选择编队内各个声纳的工作时间,以满足各个声纳平台工作时不会干扰编队内其它声纳平台的探测,但是该方法与各个平台同时工作相比,探测效率和跟踪能力都有明显的下降。

　　空间分集法是指将探测区域划分为若干块,通过发射端和接收端的声能聚焦以及声纳平台自身的探测盲区将感兴趣的探测范围固定在一定的区域内,使编队内各个声纳之间相互干扰达到最小。因此,该方法克服了频率分集法和时间分集法的不足,在使用上受声纳设备自身的限制少,具有较好的应用性。