2008年声纳技术考试试题B及答案_声纳技术

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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