徐雅南

(杭州应用声学研究所　杭州　310012)



高海况下拖曳阵阵形扰动及接收信号特性研究*

徐雅南

(杭州应用声学研究所杭州310012)

摘要为进一步提高拖曳线列阵水下工作性能，分析了高海况下拖船的运动规律，提出一种拖曳线列阵阵形扰动模型。该模型首先应用ITTC单参数标准海浪谱对随机海浪作用下的船舶线性横摇运动进行建模，然后根据应力波理论建立拖曳线列阵正弦随机扰动模型，同时分析研究了阵形扰动下阵元接收信号特性，为阵形扰动影响下波束形成和线列阵功率谱的校正等打下基础。

关键词船舶横摇; 正弦随机扰动; 阵元时延; 阵元信号特性

Class NumberTP391

1　引言

拖曳阵通常采用长线阵结构，在拖曳过程中不可避免地会受到拖船运动、海流等因素的影响，使得基阵产生畸变。本文从拖船的摇摆运动出发，建立了线列阵阵形畸变模型。

2　船舶运动对线列阵阵形的影响

常见的拖曳线列阵系统如图1(a)所示，线列阵由缆索拖在舰艇尾后，缆索一般为细长、柔性的圆柱形，隔振模块夹在线列阵和缆索中间。缆索受拖船摇摆运动的作用力，及重力、水动力和惯性力作用。缆索所受拖船摇摆作用力和船舶的运动规律有关，相关理论证明船舶在波浪中受风、浪和流的作用会产生六个自由度的运动，即横摇、纵摇、首摇、横荡、纵荡、垂荡六个自由度的运动又引起缆索的摆动。在高海况下，横摇和纵摇对船舶运动的影响最大，横摇和纵摇相比更加明显，横摇引起的横摇角和横摇力矩常常表现为一定的简谐特性[1～2]。……