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(2f0tkt2)]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90s90,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d2 ,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st的模糊函数为,,试从模糊函数的定义(,stste-j2tdt)出发证明信号s1tstejkt2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f1xT,而回波的中心频率由于多普勒效应变为frfT1x,其中,xvcosc,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ff2xdrfT1xfT2xfT。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f1x1x前fT1x,f后fT1x,多普勒频偏可写作f4xdf前f后1x24xfT。 (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,v15m/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、 SL2TLTSNLDIDT,SLTLNLDIDT
(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)fT0kt, 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(2f2)] , t[-T2,T2]、f(t)f t[-TT0tkt0kt,2,2] (2分)
12、Aexp[j2fTTTT0t] , 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、d12或d2
(1分)
sinN19、R2
(1分)
Nsin1220、4、5
(2分)
21、t2Rc
(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
,te-j2tdt
sts1,tst1te-j2dt
s1又因为
s1tstejkt2
所以
jkt2stejkt21,stee-j2tdt (2分)
tejkt2ejkt2e-j2tdt
stsstej2ktjk2j2tdt (2分)
stststej2ktdtejk2 (2分) ststej2ktdtejk2 (2分)
ststej2ktdt,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RN/2Nsin/2sin1sin2sin/2cos/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RsinN/2sin2Nsin/22sin/2cos/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RsinN/2sin33Nsin/26sin/2 (2分) 所以总的归一化自然指向性为: D()R1R2Rcos/2cos/s2in336sin/ 2 (3分)
四、计算题(15分) 答:(1)
①单波束测量时的误差为:
fd2x1x2x (3分)
因此相对误差为:
fdf(2x2xv1x2x)(cos1)x (3分)
dxc②前后向波束测量时的误差为:
fd4x1x24x (3分) 因此相对测量误差为:
fdf(4x4x)(4x)x2(vcos)2 (d1x21x2c3分) (2)①当30,v15m/s时,的单波束相对误差值为:
fdf=0.5% (1.5分) d②当30,v15m/s时,的前后波束相对误差值为:
fdf=0.0025% (1.5分) d
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