(8.5.1)--本舰多普勒测速法——基本原理和发射波形.pdf

基本原理发射信号形式多普勒测速示意图OP?波束倾角?发射信号频率声波在水中的声速远大于船的航行速度，所以声波从发射到接收的过程中，船舶的航行距离很小，可以看做O点近似不变。Tf接收信号多普勒频移发射信号频率fT越高，在一定船速下，测得到的多普勒频移fdx越大。2cosxdxTvffc vxcos表示船的运动速度在声波传播方向的分量。多普勒测速示意图OP?波束倾角?注 意 发射采用脉冲信号时，收发换能器可以共用。多普勒测速示意图OP?波束倾角?注 意 发射的声波并非一条直线，而是一束以OP为轴线的、有一定宽度的波束，因此会造成一定的测速误差。多普勒测速示意图OP?波束倾角?xvyv横向速度分量再用一换能器向侧下方以倾角发射频率为fT的信号，可测得船的横向运动速度分量vy。多普勒计程仪 波束倾角一般在60-70之间2cosydyTvffc 发射信号形式多普勒计程仪的发射信号连续正弦波信号01单频短脉冲信号02长指数衰减脉冲信号03优 点 由于其频谱是一条很窄的谱线，因此接收通带窄，抗干扰性好，测频精度高；连续正弦波TA0t s t 在近距离上不存在盲区。缺 点 收发换能器不能共用；发射端近水层体积混响的干扰，使得对于较深海底散射回波信号被其淹没。因此难以追踪较深海底的回波信号，回波可能是某一水层或不连续区域的回波。连续正弦波一般情况，体积混响掩盖海底回波信号的水深在30-60m之间。优 点 可以进行海底跟踪。由于脉冲发射和接收时间是有差异的，可以用时间分割的方法来有效地抑制混响干扰；单频短脉冲 TA0t s t 可以共用收发换能器。缺 点 这种系统对幅度在一定门限电平以上的接收信号皆有效，因而可能丧失海底跟踪，而跟踪海底以外的其它不均匀体；单频短脉冲 短脉冲有一定的频带宽度，因而容易引起测频误差。法国汤姆逊公司生产的多普勒计程仪采用了幅度呈指数衰减的长脉冲信号用于测速，称为长指数衰减脉冲信号。长指数衰减脉冲信号Tt发射长指数衰减脉冲时的接收信号发射信号当R较小时，在发射结束后开门，放进接收机的是脉冲的尾部，但因距离小，传播衰减亦小，回波仍有相当幅度。当R较大时，在发射结束后开门，放进接收机的是脉冲的头部，但因传播衰减大，因而接收信号幅度与小R时相比变化不大。小R时2Rct大R时t2Rc发射长指数衰减脉冲时的接收信号发射信号相当于采用了一个随距离而变得“距离门”，使得不同水深处接收回波信号的幅度较为平稳，在最大深度内的各个深度上均可跟踪海底。小R时2Rct大R时t2Rc发射长指数衰减脉冲时的接收信号发射信号小R时2Rct大R时t2Rc 脉冲长，频带窄，多普勒频移的测量精度较单频短脉冲信号高；max2RTc 发射信号形式基本原理长指数衰减脉冲信号小结Conclusion一二2cosxdxTvffc OP?连续正弦波信号单频短脉冲信号