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第1章 鱼雷自导技术概述1

1.1鱼雷声自导的工作原理1

1.1.1鱼雷自导装置类别1

1.1.2通用型声自导装置2

1.1.3国外一些自导鱼雷的基阵与波束7

1.1.4反舰尾流自导装置11

1.2决定声自导装置性能的主要技术参数13

1.2.1换能器（基阵）指向性指数DI13

1.2.2发射声源级SL16

1.2.3自噪声级NL17

1.2.4检测阈DT18

1.2.5信号形式21

1.2.6工作频率22

1.2.7传播损失TL23

1.2.8混响级RL25

1.2.9环境噪声级NL26

1.2.10目标强度TS26

1.2.11目标声源级28

1.2.12自导作用距离28

1.3鱼雷自导技术的发展趋势29

第2章 鱼雷自导基阵技术31

2.1概述31

2.2自导基阵的布局31

2.3自导声学装置的声学结构32

2.3.1透声膜34

2.3.2去耦器35

2.3.3减振器37

2.4水声换能器及基阵38

2.4.1水声换能器38

2.4.2平面基阵44

2.4.3阵元权系数的设计46

2.4.4宽带恒定束宽阵设计51

第3章 鱼雷自导信道与目标特性54

3.1概述54

3.2海水的声吸收54

3.3海水中的声速56

3.4界面对声传播的影响59

3.4.1海面59

3.4.2海底63

3.5声传播的多径效应63

3.6声传播的起伏65

3.7随机时变信道的系统函数66

3.8随机信道的平均特性69

3.8.1信道系统函数的平均69

3.8.2信道的相干性70

3.9随机信道的二阶统计特性72

3.9.1系统函数的相关函数72

3.9.2广义平稳非相关散射信道73

3.10信道的衰落效应和相干函数76

3.10.1信道的衰落效应76

3.10.2信道对波形的解相关77

3.10.3信道的相干函数79

3.11信道的散射函数81

3.11.1信道的模糊效应81

3.11.2信道散射函数81

3.11.3信道的分类84

3.12随机时空变信道85

3.13时变信道的抽头延迟线模型87

3.14鱼雷自导目标特性90

3.14.1目标强度90

3.14.2目标回波形成机理91

3.14.3目标系统函数93

3.14.4目标回波的衰落和模糊95

3.14.5目标模型97

3.14.6目标回波特征102

3.14.7舰艇辐射噪声特性104

第4章 鱼雷自导信号分析107

4.1概述107

4.2波形参数108

4.3点目标回波的数学模型113

4.4模糊度函数116

4.4.1窄带模糊度函数116

4.4.2宽带模糊度函数127

4.5常用鱼雷自导信号波形128

4.5.1单频脉冲信号128

4.5.2线性调频脉冲信号134

4.5.3双曲调频信号145

4.5.4伪随机信号150

4.5.5其他波形152

4.6鱼雷自导信号波形选择154

4.6.1概述154

4.6.2工作频率选择155

4.6.3时宽T和带宽B的选择156

第5章 鱼雷声自导信号检测158

5.1鱼雷声自导的信号检测背景158

5.2信号在空域的检测160

5.2.1概述160

5.2.2时域波束形成器163

5.2.3频域波束形成器167

5.3信号在时—频域中的检测170

5.3.1经典信号检测理论——奈曼—皮尔逊检测器170

5.3.2零均值平稳白高斯噪声背景下已知信号的检测171

5.3.3信号由白高斯噪声组成时的信号检测175

5.3.4窄带高斯噪声中正弦波信号的检测180

5.4经典信号检测方法在鱼雷声自导中的实现185

5.4.1实时相关在时域的实现方法185

5.4.2实时相关在频域的实现方法189

5.4.3短时间傅里叶变换（STFT）用于检测CW脉冲信号194

5.5混响中信号的检测195

5.5.1主动声自导脉冲波形选择196

5.5.2选择主动声自导信号带宽、信号功率和脉冲长度时考虑的因素197

5.5.3鱼雷主动声自导中对抗混响的方法197

5.6弥散信道中的信号检测202

5.7自导信号检测的恒虚警处理204

附录：多普勒效应206

第6章 鱼雷声自导目标参数估计208

6.1鱼雷战术使用对声自导目标参数估计的性能要求208

6.2目标方位估计209

6.2.1目标定向的基本原理209

6.2.2对目标定向装置的基本要求212

6.2.3分裂波束定向法的实现213

6.3目标距离估计225

6.3.1测距的基本问题225

6.3.2脉冲法测距226

6.3.3相位法测距系统227

6.4最大似然估计器230

6.4.1经典估计理论230

6.4.2最大似然估计器236

6.4.3估计精度242

6.4.4分辨力253

6.5目标尺度估计260

6.5.1延展目标的亮点261

6.5.2英国Sting - Ray鱼雷的目标尺度估计263

6.5.3法国“海鳝”鱼雷的目标尺度估计264

6.5.4意大利A-184鱼雷的目标尺度识别265

6.5.5俄罗斯鱼雷的目标尺度分析技术267

6.6多途效应对目标参数估计影响的分析281

6.6.1多途效应对目标参数估计的不利影响281

6.6.2声传输起伏引起的测向误差282

6.6.3声传输起伏引起的测距误差283

第7章 鱼雷声自导目标识别286

7.1水下目标识别的意义及现状286

7.2鱼雷目标识别基本方法286

7.2.1基于距离、方位、频率门的简单识别方法286

7.2.2目标冲激响应识别方法287

7.2.3瞬时频率分析目标识别方法289

7.2.4目标空间亮点分析识别方法292

7.2.5宽带方法294

7.3水下目标回波的结构特征294

7.3.1目标和背景的空间相关特性294

7.3.2潜艇回波特征299

7.4基于分裂波束的目标特征提取和识别方法302

7.4.1分裂波束双通道短时互谱方位分析目标识别方法302

7.4.2双通道自适应方位分析306

7.4.3复杂信号相关法方位分析309

7.5基于空间信号源数的目标特征提取与识别313

7.5.1空间信号源数特征的提取313

7.5.2目标分类识别方法321

7.6基于水声高频阵列的目标识别324

7.6.1基于高频多波束的目标回波信号特征提取324

7.6.2基于幅度特征的目标像聚类识别325

第8章 鱼雷尾流自导技术329

8.1概述329

8.1.1尾流的产生329

8.1.2海洋环境331

8.1.3舰船气泡尾流的特性335

8.1.4舰船气泡尾流寿命与海洋环境的关系337

8.1.5尾流的目标强度338

8.2尾流声自导装置339

8.2.1尾流检测原理339

8.2.2尾流自导性能340

8.2.3尾流自导参数选取341

8.2.4尾流自导信号处理方法344

8.2.5尾流自导信息的应用349

8.3舰船尾流的非声特性及检测354

8.3.1舰船尾流中的电导率异常354

8.3.2舰船尾流的光学效应355

8.3.3尾流的热效应358

参考文献360