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2008年声纳技术考试试题B及答案_声纳技术

来源:好走旅游网
 哈尔滨工程大学试卷 考试科目: 《声呐技术》B卷

器的距离为R,则换能器发射声脉冲经目标反射后往返传播时间为 ; 24、脉冲测距的误差取决于测时误差和声速测量误差,在近距离时, 为主要误差源,在远距离时, 为主要的误差源。 25、目标速度测量的方法包括 、 等;本舰速度测量方法包括 、 。 :名姓 装 订 : 线号学 :级班 题号 一 二 三 四 五 六 总分 分数 评卷人 一、填空(每空1分,共60分) 1、检测概率定义为 ;虚警概率定义为 。 2、声纳盲区是指 。 3、若按工作原理分类,声纳可分为 和 。 4、主动声纳方程为 ,被动声纳方程为 。 5、技术指标是为确保战术指标的实现,系统应具有的技术参数,例如 、 、 等。 6、优质因数FOM定义为 。 7、声纳盲区根据形成的原因,可分为: 、 、 、 等。 8、主动声呐信号常从三个方面来描述: 、 及 。 9、信号为a(t)exp[j(2f0tkt2)]的瞬时频率表示式是: 10、当目标或声呐发射机/接收机有相对运动时,会使接收的脉冲信号波形发生改变,表现为信号频率的偏移,称之为 。相对运动时,多普勒频移为 ,相背运动时则为 。 11、信号模糊函数的性质有: 、 和 等。 12、对于相同的多普勒频移分辨力,LFM脉冲的时延分辨力 CW脉冲。 13、信号的主要工作参数有三个: 、 、 。 14、写出CW脉冲信号的时间波形表示式: ,瞬时频率表示式: 。 15、最大值测向方法的测向精度,主要取决于 、 、 ,以及 。 16、声纳系统定向方法有: 、 和 等。 17、声呐波束形成的目的,是使多阵元构成的基阵经适当处理得到在预定方向的 。 18、对阵元幅度进行加权的目的在于改善阵的 ,例如改善主旁瓣的相对幅度等。常用的标准有:在给定旁瓣高度的要求下获得 ;在给定主瓣宽度要求下获得 ;在一定阵元数下,满足给定的 等。 19、在等间隔线阵的情况下,一种最常用的幅度加权法是道夫-契比雪夫(Dolph-Chebyshev)加权,它可实现 效果。 20、若要求中心非模糊扇面为90s90,则要求 。 21、一个N元等间距线阵各基元间插入相移后的指向为:R 。 22、一个6元等间距线阵,间距d2 ,在90内(包括90)其方向性函数具有的副极大(指同相相加所得)数目与两个副极大值间的零点数分别为 和 。 23、脉冲测距是利用接收回波与发射脉冲信号间的时间差来测距的方法。若有一目标与换能第1页 共2页 26、船底安装一收发共用换能器,船以向前的速度分量vx运动。换能器的一个笔形波束以俯角向下发射声波照射到海底,则反向散射信号的多卜勒频移为 。 27、声呐发射机的主要技术指标: 、 、 、 等。 二、证明题(10分) 若信号st的模糊函数为,,试从模糊函数的定义(,stste-j2tdt)出发证明信号s1tstejkt2的模糊函数1,,k。 三、计算题(15分) 一等间距线阵的各阵元灵敏度为1,3,4,4,4,4,3,1;求其归一化指向性函数。 四、计算题(15分) 如图所示,利用多普勒效应进行本舰速度测量,单波束测量如(a)图所示,波束倾角为,发射信号频率为f1xT,而回波的中心频率由于多普勒效应变为frfT1x,其中,xvcosc,v为本舰速度。当船速不高时,且测量精度要求不高时多普勒频偏为ff2xdrfT1xfT2xfT。然而,对于高精度船速测量时,往往采用图(b)前后向波束的测试原理,此时f1x1x前fT1x,f后fT1x,多普勒频偏可写作f4xdf前f后1x24xfT。 (1)给出这两种情况下多普勒速度估算的相对误差fdf; d(2)计算在30,v15m/s时这两种情况下的相对误差值。 (a) (b) 第2页 共 2页 2008年声纳技术考试试题B(答案)

一、填空(60分)

1、低频、大功率、大尺寸基阵、信号处理技术 (4分) 2、主动式声纳、被动式声纳 (2分) 3、 SL2TLTSNLDIDT,SLTLNLDIDT

(2分)

4、声源级、接收机的检测阈、工作频率、脉冲宽度、信号形式、接收机动态范围、基阵大小、基阵灵敏度等(任意3个) (3分) 5、物理盲区、几何盲区、尾部盲区、脉冲宽度盲区和混响盲区等(任意4个)。 (4分) 6、时间函数、频谱函数、模糊函数 (3分) 7、f(t)fT0kt, t[-2,T2] (1分) 8、多卜勒频移、正、负 (3分) 9、高于 (1分) 10、工作频率、信号时间宽度、信号的带宽 (3分) 11、Aexp[j(2f2)] , t[-T2,T2]、f(t)f t[-TT0tkt0kt,2,2] (2分)

12、Aexp[j2fTTTT0t] , t[-2,2]、f(t)f0, t[-2,2] (2分) 13、声系统方向性主瓣的宽度、指示器的类型、声系统转动装置的精度,以及声呐操作员的

生理声学特性(任意4个)。 (4分) 14、最大值测向、相位法测向、振幅差值测向、正交相关测向(任意3个)。 (3分) 15、指向性。 (1分) 16、方向性、最窄的主瓣、最低的旁瓣、主旁瓣高度比 (4分) 17、指定主旁瓣比下的等旁瓣级 (1分)

18、d12或d2

(1分)

sinN19、R2

(1分)

Nsin1220、4、5

(2分)

21、t2Rc

(1分) 22、测时误差、声速误差 (2分) 23、

12c,其中为脉宽

(1分)

24、线性调频测距、三角波调频测距、阶跃调频测距、双曲线调频测距(任意3个)(3分) 第3页 共4页

25、多普勒测速、相关测速 (2分)

26、

2vxcf0cos (1分) 27、波形发生器(信号源)、多波束形成器、功率放大器、换能器、接收机,收发转换开关

(任意3个) (3分)

二、证明题(10分) 答:根据定义

,te-j2tdt

sts1,tst1te-j2dt

s1又因为

s1tstejkt2

所以 

jkt2stejkt21,stee-j2tdt (2分)

tejkt2ejkt2e-j2tdt

stsstej2ktjk2j2tdt (2分)

stststej2ktdtejk2 (2分) ststej2ktdtejk2 (2分)

ststej2ktdt,k (2分)

三、计算题(15分)

答:可以看作是三级复合阵,

第一级:1 1 ,为2元阵 (2分)

因此第一级的归一化指向性为RN/2Nsin/2sin1sin2sin/2cos/2(2分) 第二级:1 1 ,为2元阵 (2分)

因此第二级的归一化指向性为RsinN/2sin2Nsin/22sin/2cos/2(2

分)

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装 订 线 :名姓 装 订 : 线号学 :级班 第三级:1 1 1 1 1 1 ,为6元阵 (2分)

因此第三级的归一化指向性为RsinN/2sin33Nsin/26sin/2 (2分) 所以总的归一化自然指向性为: D()R1R2Rcos/2cos/s2in336sin/ 2 (3分)

四、计算题(15分) 答:(1)

①单波束测量时的误差为:

fd2x1x2x (3分)

因此相对误差为:

fdf(2x2xv1x2x)(cos1)x (3分)

dxc②前后向波束测量时的误差为:

fd4x1x24x (3分) 因此相对测量误差为:

fdf(4x4x)(4x)x2(vcos)2 (d1x21x2c3分) (2)①当30,v15m/s时,的单波束相对误差值为:

fdf=0.5% (1.5分) d②当30,v15m/s时,的前后波束相对误差值为:

fdf=0.0025% (1.5分) d

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