轴频电场

摘要： 为了提高在运动平台下对舰船轴频电场的探测距离,需要深入研究舰船轴频电场的信号处理方法。在理论仿真、海上试验数据分析的基础上,对最小平均p范数(LMP)算法在轴频电场信号处理中的应用进行了研究。仿真结果表明,在非高斯背景下,LMP算法可以有效提高信噪比,且能够在低信噪比下对轴频电场进行有效检测。试验结果表明,对于非高斯噪声较强的海上运动平台,经LMP算法处理后的轴频电场信噪比相比于传统的最小均方(LMS)算法可大幅提高信噪比,从而可以进一步提高对轴频电场的检测距离。

摘要： 为了有效计算不同谐波频率轴频电场信号的等效源强度,在对轴频电场、轴电流特性分析的基础上,结合“空气海水海床”三层介质中点电荷模型的计算公式,反演出轴频电场包络信号的等效源强度,再根据水下电场谐波信号的幅值和相位反推出各个谐波对应的源强度。利用不同阴极保护状态下的缩比船模试验数据对所提方法的有效性进行检验,试验结果表明,所提方法能够较好地实现对谐波信号源强度的准确计算,0.7倍船宽深度向1.0倍、1.5倍船宽深度换算时,谐波信号的频谱相对误差小于12%。

摘要： 为了准确提取出海洋中微弱的舰船电场信号,提升对舰船电场的远距离探测能力,提出利用电场传感器阵列测量舰船电场,并运用相干累加来对阵列数据进行处理。该方法先用广义互相关法求出各路信号之间的时延,然后将时延补偿后进行累加。仿真和实测数据结果表明,该方法能够抑制噪声,提高电场信号的信噪比。

摘要： 为了提高海洋环境电场背景中微弱舰船轴频电场的检测能力,针对传统的最小均方误差算法进行了改进,提出了一种基于增量元学习IDBD算法的自适应线谱增强器。利用所提算法对舰船缩比模型产生的实测轴频电场信号数据进行处理,结果表明该算法在低信噪比的情况下能够有效地将微弱轴频电场信号从宽带背景噪声中分离出来。所提算法相比于普通的自适应线谱算法,在改善信号的信噪比方面效果更加显著,且具有更快的收敛速度和更小的稳态误差,极大提高了舰船轴频电场的检测能力。

摘要： 舰船腐蚀相关电场是舰船目标在海水中的重要暴漏源,其低频部分在海水中的传播距离可达数千米,在远程探测,水中兵器引信研制方面有良好的应用前景.但由于海水对电场信号有极强的衰减作用,使得舰船极低频信号十分微弱,有用信号往往低至mV甚至μV级,因此开展舰船极低频微弱信号探测传感器的研究具有重要意义.比较几种电极后选取Ag/AgCl电极进行性能测试,结果表明Ag/AgCl电极具有较好的可逆性,能及时反应电场变化;Ag/AgCl电极在低频段阻抗值较小,电化学反应性能较好;Ag/AgCl电极在低频段具有较低自噪声;极差电位在0.3mV左右波动,24h内极差波动小于0.1mV.综上Ag/AgCl适用于水下腐蚀电场信号探测.

摘要： 为实现非高斯背景噪声和低信噪比情况下的舰船轴频电场检测,提出一种基于Rao检测器的滑动门限检测方法.基于信号源特征建立信号模型,在对水面浮动平台测量背景下环境噪声非高斯特性分析基础上,采用混合高斯模型对噪声进行建模;在检测过程中,实时估计混合高斯噪声模型参数和Rao检测统计量,并将前一段时间的平均Rao检测统计量作为门限,实现滑动门限检测.为验证所提方法的有效性,采用仿真计算的方式,证明Rao检测方法相比于能量检测方法的优势;根据实测数据,对比滑动门限Rao检测方法与滑动功率谱检测方法的性能差异.结果表明,滑动门限Rao检测方法能够有效抑制环境非高斯噪声影响,相比滑动功率谱检测方法具有更好的检测效果.

摘要： 在仅利用水平时谐电偶板子对舰船轴频电场信号进行换算时,存在近场深度误差较大的问题.文中首先在仿真数据的基础上,明确了船体表面不同位置电流密度与轴地电阻值波动时的变化规律;其次,提出了基于包络信号的轴频电场深度换算方法,该方法在希尔伯特(Hilbert)变换计算轴频电场信号包络的基础上,将轴频电场近场的深度换算问题转化为包络信号等效静电场的近场换算问题,并利用点电荷模型建立了轴频电场信号包络在“空气—海水—海床”3层介质条件下的正演及反演模型.最后,分别利用4种阴极防腐状态下的船模试验数据对所提方法的有效性进行了检验,结果表明,所提方法能够较好地实现对轴频电场信号包络值的准确换算,以相对均方根误差作为评价准则,水深为1倍船模宽度的换算误差小于15％.文中方法可为舰船近场的轴频电场反演提供新的途径.

摘要： 为降低舰船腐蚀相关电场信号,分析电流补偿方法对轴频电场信号和主动轴接地(ASG)技术对静电场的影响,基于电流补偿与ASG之间的关系,提出轴频与静电场一体化的电场隐身控制方法.把ASG系统的补偿电流值视为船体的轴电流值,并将电流补偿方法中补偿电流与轴电流之间的比值κ作为电流控制量,实现了先轴频电场隐身、后静电场隐身;研制轴频电场与静电场一体化电场隐身控制原理样机,通过模型试验和海上试验结果对轴频电场与静电场一体化控制方法的性能进行检验.结果 表明:该方法能够有效降低静电场与轴频电场信号.

摘要： 为有效地从海洋环境电场信号中检测出舰船轴频电场信号,在对大量实测数据分析的基础上,提出一种基于轴频电场线谱特征的目标检测与识别方法.对接收信号进行傅里叶变换计算频谱图,并对其进行归一化处理以提高其动态范围;采用浮动门限与固定门限相结合的方法对疑似线谱信号进行检测;采用积分累计的方法对疑似线谱特征进行目标确认,并利用长时间积分特征均值实现对目标信号的识别;通过海上实测数据对方法的有效性进行检验.结果 表明,该方法能够有效检测到目标信号,并可实现对目标信号的识别分类.

摘要： 在仅利用水平时谐电偶极子对舰船轴频电场信号进行换算时,存在近场深度误差较大的问题。文中首先在仿真数据的基础上,明确了船体表面不同位置电流密度与轴地电阻值波动时的变化规律;其次,提出了基于包络信号的轴频电场深度换算方法,该方法在希尔伯特(Hilbert)变换计算轴频电场信号包络的基础上,将轴频电场近场的深度换算问题转化为包络信号等效静电场的近场换算问题,并利用点电荷模型建立了轴频电场信号包络在"空气—海水—海床"3层介质条件下的正演及反演模型。最后,分别利用4种阴极防腐状态下的船模试验数据对所提方法的有效性进行了检验,结果表明,所提方法能够较好地实现对轴频电场信号包络值的准确换算,以相对均方根误差作为评价准则,水深为1倍船模宽度的换算误差小于15%。文中方法可为舰船近场的轴频电场反演提供新的途径。

摘要： 船体由于腐蚀会产生腐蚀电流,螺旋桨-轴的转动调制腐蚀电流在海水中产生低频电场.船模电场测量实验表明,轴频电场与轴转动频率有关,其基频与轴转动频率一致的.采用一对处于相同位置的运动时谐垂直电偶极子,偶极子的频率于轴转动频率一致,建立空气-海水-海床三层模型下的双桨船轴频电场模型,进行了不同轴频频率和不同轴电流初始相位情况下的轴频电场仿真分析,结果表明,轴转动频率和初相位对轴频电场有较大影响.

摘要： 海水是一种很强的腐蚀性介质,船舶处于海洋环境中,不同电极电位的金属材料不可避免地要发生电化学腐蚀,使电极电位较低的钢质船壳不断腐蚀,在海水中产生腐蚀电流.此外,为保护船舶不受腐蚀,除采用涂层防腐外,还采用外加电流阴极保护系统(ICCP),会产生腐蚀保护电流.腐蚀保护电流中一部分会经海水从船壳上的辅助阳极正极流向螺旋桨,然后通过轴承、轴套返回到船壳负极.此回路的电阻RB会随着螺旋桨的旋转而发生周期性的变化,从而使流经海水的电流受到调制,产生腐蚀相关的船舶轴频电场.研究船舶阴极保护及其相关电场的有效工具是缩比模型,但船舶缩比模型轴频电场信号弱、信噪比小,如何提高信噪比乃关键所在.本文采用NationalInstrument(美国NI公司)信号采集系统,该系统可将电场传感器采集的信号经过SCXI-1313接线端子盒将信号送到信号调理模块SCXI-1125(可编程隔离放大器)进行信号调理,最后把经过调理的信号通过SCXI-1394转接卡送到数据采集卡PXI-6052E进行数据采集.同时,以LabVIEW7.1为平台,开发了轴频电场测量与分析系统,它提供了可视化界面,可实时监测测量和分析结果.本文通过测量和分析船舶缩比模型轴频电场信号,探讨船舶腐蚀相关的轴频电场特征.

摘要： 本发明属于惯性导航设备技术领域中三轴整体或组合激光陀螺双向恒速偏频方法，其是在一个绕垂直轴旋转的双向恒速偏频转台上安装一个三轴整体激光陀螺且三轴整体激光陀螺各敏感轴均偏离该偏频转台旋转轴β角，β角大小为54.73561°，三轴整体激光陀螺由该转台带动旋转，旋转角速度(α&)在激光陀螺敏感轴上的分量(α&cosβ)将激光陀螺的工作区域移出闭锁区，使激光陀螺的恒速偏频和激光陀螺的误差旋转调制同时进行。本发明是在三轴整体或组合激光陀螺中采用“双向恒速偏频技术”，达到完全消除激光陀螺“闭锁效应”造成的误差，又能连续不间断地工作。从而可以制造出超高精度的捷联惯性系统。

摘要： 本发明是一种舰船轴频电场抑制装置及其抑制方法，抑制装置包括整流模块、电源模块和控制模块。抑制方法的具体步骤为：整流模块对输出电流进行滤波，传输给电源模块；抑制装置从外部采集负载的轴壳电流信号输入到信号处理板，经过信号处理板上的放大电路进行放大；经放大后的信号输入到电流控制板将直流分量滤除，该直流分量使用电压跟随电路处理后输出到电源模块；经放大后的信号输入到电流控制板，将已经滤除直流分量的信号的高频部分滤除，然后通过绝对值电路，从而测得轴壳电流的交流分量，输出到电源模块；电源模块最终输出抵消电流。本发明能够基本消除电场的轴频分量，有效抑制舰船的轴频电场强度，增强了隐蔽性，提高了舰船的生命力。

摘要： 本发明涉及一种舰船轴频电场变换系统及其抑制方法。舰船用将周期性轴频电场改变为非周期性轴频电场的系统，包括：数据采集模块，其用于获得舰船转动轴转动的角度信息；运算及控制模块，其用于根据角度信息得出与角度信息相对应的控制信号；抵制电流产生模块，其根据运算及控制模块输出的控制信号输出准确的电流值，抵消产生轴频电场的电流。它可将周期性轴频电场改变为非周期性轴频电场，降低舰船轴频电场的强度，减少舰船轴频电场的影响，削弱远程探测舰船的信号特征，增强舰船的隐蔽性，提高舰船生命力。

摘要： 本发明公开了一种舰船轴频电场检测方法，包括电场检测装置、显示系统和计算装置，所述电场检测装置的数量为两个，且两个电场检测装置相距十五米，检测步骤分为六步，分别是数据录入、船只类型检测、船只角度检测、位置演算、二次检测和位置显示。该舰船轴频电场检测方法，通过设置电场检测装置、显示系统和计算装置，利用每种船只的轴频电场范围，可以进行船只类型的判断，同时电场检测装置能够检测被检测船只轴频电场与检测船只的夹角，并通过计算装置将被检测装置与检测船只之间的距离确定，同时经历两次的位置测算结果能够将船只的移动速度进行确定，从而使该舰船轴频电场检测方法能够在舰船目标声探测技术限制的情况下进行舰船的检测定位。

摘要： 一种基于轴频电场的船舶跟踪定位方法，属于目标跟踪定位技术领域。包括以下步骤：组建两个及以上的船舶轴频电场测量节点；利用测量节点实时测量船舶轴频电场信号；对测量得到的轴频电场信号求包络；利用单位电流源模型对轴频电场包络信号建模，并建立卡尔曼滤波的观测模型；利用卡尔曼滤波方法，根据测量得到的轴频电场包络信号对船舶的状态信息进行估计，实现对船舶的跟踪定位。优点：在几百米范围内位置定位精度可达米级，速度估计误差小于1m/s，所需设备为电场测量通用设备，不需要声纳、雷达等复杂设备，可以有效地解决船舶目标的跟踪定位问题。

摘要： 本发明涉及一种船舶轴频电场误差补偿系统及补偿方法。舰船用将周期性轴频电场改变为非周期性轴频电场的系统，包括：数据采集模块，其用于获得舰船转动轴转动的角度信息；运算及控制模块，其用于根据角度信息得出与角度信息相对应的控制信号；抵制电流产生模块，其根据运算及控制模块输出的控制信号输出准确的电流值，抵消产生轴频电场的电流。它可将周期性轴频电场改变为非周期性轴频电场，降低舰船轴频电场的强度，减少舰船轴频电场的影响，削弱远程探测舰船的信号特征，增强舰船的隐蔽性，提高舰船生命力。

摘要： 本发明是一种舰船轴频电场抑制装置及其抑制方法，抑制装置包括整流模块、电源模块和控制模块。抑制方法的具体步骤为：整流模块对输出电流进行滤波，传输给电源模块；抑制装置从外部采集负载的轴壳电流信号输入到信号处理板，经过信号处理板上的放大电路进行放大；经放大后的信号输入到电流控制板将直流分量滤除，该直流分量使用电压跟随电路处理后输出到电源模块；经放大后的信号输入到电流控制板，将已经滤除直流分量的信号的高频部分滤除，然后通过绝对值电路，从而测得轴壳电压的交流分量，输出到电源模块；电源模块最终输出抵消电流。本发明能够基本消除电场的轴频分量，有效抑制舰船的轴频电场强度，增强了隐蔽性，提高了舰船的生命力。

摘要： 本发明涉及一种舰船轴频电场变换系统及其抑制方法。舰船用将周期性轴频电场改变为非周期性轴频电场的系统，包括：数据采集模块，其用于获得舰船转动轴转动的角度信息；运算及控制模块，其用于根据角度信息得出与角度信息相对应的控制信号；抵制电流产生模块，其根据运算及控制模块输出的控制信号输出准确的电流值，抵消产生轴频电场的电流。它可将周期性轴频电场改变为非周期性轴频电场，降低舰船轴频电场的强度，减少舰船轴频电场的影响，削弱远程探测舰船的信号特征，增强舰船的隐蔽性，提高舰船生命力。

摘要： 一种轴频电场实验船模模拟电阻波动装置，属于船舶电气技术领域。所述实验船模包括船壳和船模主轴，特点：所述模拟电阻波动装置包括碳刷、滑环和模拟电阻，所述的滑环采用多片换向器，所述模拟电阻的数量与换向器的数量相同，所述模拟电阻一端焊接在换向器上，另一端焊接在船模主轴上，所述的碳刷一端与滑环紧密接触，另一端与船壳相连。优点：不仅可以将轴地电阻波动值进行有效控制，而且不会随着使用时间的增加而变化，从而达到精确控制船模产生可观测轴频电场的目的。

摘要： 本实用新型公开了一种低噪声船舶轴频电场测量系统，包括依次连接的电场传感器、信号调理电路和数据采集系统。本实用新型所述低噪声船舶轴频电场测量系统，可以克服现有技术中噪声大、功耗大和危险性大等缺陷，以实现噪声小、功耗小和危险性小的优点。