一种目标强度的近场测量方法及装置与流程

本申请涉及水声计量，尤其涉及一种目标强度的近场测量方法及装置。

背景技术：

1、目标强度用来衡量水下目标体对抗主动声呐的声隐身能力，它是描述水下目标回波特性的重要参数。

2、目前，可通过实验室测试方法对水下目标体的目标强度进行测量，在测量水下目标体时，水下声场布置应满足响应的声场远场条件。水下目标体一般为圆柱体外观，长约2m～4m，评估水下目标体50khz～200khz频段的目标强度，如果按照自由场远场的条件进行计算，则要求水下目标体与探测水听器距离达几百米，而水上声场则无法满足，进而导致无法准确测量水下目标体的目标强度。

3、因此，如何准确测量水下目标体的目标强度，成为本领域亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种目标强度的近场测量方法及装置，目的在于准确测量水下目标体的目标强度。

2、为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

3、一种目标强度的近场测量装置，所述近场测量装置包括：信号生成器、信号处理器、发射换能器、水听器以及样品放置器；

4、所述信号生成器的输出端与所述发射换能器的输入端连接；所述信号生成器用于生成电信号；所述发射换能器用于将所述电信号转换成声波信号；

5、所述信号生成器的另一输出端与所述信号处理器的输入端连接；所述信号处理器用于处理声波信号；

6、所述信号处理器的另一输入端与所述水听器的输出端连接；所述水听器用于接收反射的声波信号；

7、在固定位置设置所述样品放置器，使得所述样品放置器、所述水听器和所述发射环能器处于同一水平面；所述样品放置器用于放置样品。

8、可选的，所述信号生成器包括：信号发生器和功率放大器；

9、所述信号发生器与总线连接；所述信号发生器用于生成电信号；

10、所述信号发生器的输出端与所述功率放大器的输入端连接，所述功率放大器的输出端与所述发射换能器连接；所述功率放大器用于放大所述电信号。

11、可选的，所述信号处理器包括：计算机、示波器、帯通滤波器以及前置放大器；

12、所述计算机与总线和所述示波器连接；所述计算机用于控制示波器；所述示波器用于显示电信号的波形和特征；

13、所述示波器的输入端与所述帯通滤波器的输出端连接，所述帯通滤波器与所述总线连接；所述帯通滤波器用于抑制其他频率范围的声波信号；

14、所述示波器的另一输入端与所述信号生成器连接；

15、所述帯通滤波器的输入端与所述前置放大器的输出端连接；所述前置放大器用于放大声波信号；

16、所述前置放大器的输入端与所述水听器连接。

17、可选的，所述信号生成器、所述信号处理器位于水平面上，所述发射换能器、所述水听器以及所述样品放置器位于水平面下。

18、可选的，所述发射换能器和所述样品放置器通过吊放装置设置于水面下，所述水听器通过固定装置设置于水面下。

19、一种目标强度的近场测量方法，应用于所述的目标强度的近场测量装置，包括：

20、当检测到样品放置器存在标准对比样品时，利用发射换能器向所述标准对比样品发射第一声波信号；

21、调整所述发射换能器的发射方向和发射深度，以调整所述发射换能器的第一声波信号；

22、利用水听器接收所述标准对比样品反射的多个第一声波反射信号，并从多个所述第一声波反射信号筛选出最大的第一声波反射信号；

23、根据所述第一声波信号和所述最大的第一声波反射信号，确定修正因子；

24、当检测到所述样品放置器存在待测量样品时，利用发射换能器向所述待测量样品发射第二声波信号；

25、利用所述水听器接收所述待测量样品反射的第二声波反射信号；

26、利用所述第二声波信号、所述第二声波反射信号以及所述修正因子，确定所述待测量样品的目标强度。

27、可选的，所述当检测到样品放置器存在标准对比样品时，利用发射换能器向所述标准对比样品发射第一声波信号之前，还包括：

28、当检测到样品放置器存在标准样品时，利用发射换能器向所述标准样品发射标准声波信号；

29、调整所述标准样品的深度和距离，以调整所述发射换能器的标准声波信号；

30、利用水听器接收所述标准样品反射的多个标准反射信号，并从多个所述标准反射信号筛选出最大的标准反射信号；

31、根据所述标准声波信号和所述最大的标准反射信号，确定所述标准样品的目标强度；

32、当所述标准样品的目标强度与预设目标强度一致时，确定目标强度测量准确。

33、可选的，还包括：

34、当所述标准样品的目标强度与预设目标强度不一致时，确定目标强度测量不准确。

35、可选的，所述根据所述第一声波信号和所述最大的第一声波反射信号，确定修正因子，包括：

36、计算所述第一声波信号和所述最大的第一声波反射信号之间的比值；

37、计算所述比值的对数值，并将所述对数值与预设数值相乘，得到目标值；

38、计算预设目标强度值与所述目标值之间的差值，得到修正因子。

39、可选的，所述利用所述第二声波信号、所述第二声波反射信号以及所述修正因子，确定所述待测量样品的目标强度，包括：

40、计算所述第二声波信号和所述最大的第二声波反射信号之间的比值；

41、计算所述比值的对数值，并将所述对数值与预设数值相乘，得到参数值；

42、计算所述参数值与所述修正因子之间的和值，得到所述待测量样品的目标强度。

43、本申请提供的技术方案，近场测量装置包括：信号生成器、信号处理器、发射换能器、水听器以及样品放置器；信号生成器的输出端与发射换能器的输入端连接；信号生成器用于生成电信号；发射换能器用于将电信号转换成声波信号；信号生成器的另一输出端与信号处理器的输入端连接；信号处理器用于处理声波信号；信号处理器的另一输入端与水听器的输出端连接；水听器用于接收反射的声波信号；在固定位置设置样品放置器，使得样品放置器、水听器和发射环能器处于同一水平面；样品放置器用于放置样品。在本申请中，通过距离修正因子修正测量距离，使得测量距离满足水上声场的条件，进而能够准确测量出水下目标体的目标强度。

技术特征：

1.一种目标强度的近场测量装置，其特征在于，所述近场测量装置包括：信号生成器、信号处理器、发射换能器、水听器以及样品放置器；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号生成器包括：信号发生器和功率放大器；

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号处理器包括：计算机、示波器、帯通滤波器以及前置放大器；

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号生成器、所述信号处理器位于水平面上，所述发射换能器、所述水听器以及所述样品放置器位于水平面下。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射换能器和所述样品放置器通过吊放装置设置于水面下，所述水听器通过固定装置设置于水面下。

6.一种目标强度的近场测量方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一所述的目标强度的近场测量装置，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述当检测到样品放置器存在标准对比样品时，利用发射换能器向所述标准对比样品发射第一声波信号之前，还包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一声波信号和所述最大的第一声波反射信号，确定修正因子，包括：

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述利用所述第二声波信号、所述第二声波反射信号以及所述修正因子，确定所述待测量样品的目标强度，包括：

技术总结本申请公开了一种目标强度的近场测量方法及装置，近场测量装置包括：信号生成器、信号处理器、发射换能器、水听器以及样品放置器；信号生成器的输出端与发射换能器的输入端连接；信号生成器用于生成电信号；发射换能器用于将电信号转换成声波信号；信号生成器的另一输出端与信号处理器的输入端连接；信号处理器用于处理声波信号；信号处理器的另一输入端与水听器的输出端连接；水听器用于接收反射的声波信号；在固定位置设置样品放置器，使得样品放置器、水听器和发射环能器处于同一水平面；样品放置器用于放置样品。在本申请中，通过距离修正因子修正测量距离，使得测量距离满足水上声场的条件，进而能够准确测量出水下目标体的目标强度。技术研发人员：强成虎,吴轩,陆渭林,迟文波,寇琼月,易燕,周睿,艾华,王浩淼,刘博,许晴,王鹏受保护的技术使用者：中国人民解放军92228部队技术研发日：技术公布日：2024/11/4