6．2．2．1　主要场源

舰船静磁场来源于地球磁场对铁磁性船体的磁化作用产生的铁磁场、磁性船体运动感应磁场、金属船体运动产生感应磁场等。另外，舰船在海水中形成的稳恒电流分布会形成具有空间分布特性的腐蚀相关静态磁场。

1）铁磁场

建造舰船的铁磁性材料在地磁场磁化作用下，其内部的原子磁矩按一定方向规则排列，从而整体呈现磁性。舰船的铁磁场是由固定磁场和感应磁场组成，其中固定磁场是舰船在建造期内和服役过程中长期磁化累积而成的，是舰船的剩磁。即使地磁场为零，舰船固定磁场也不会消失，因此该部分磁场可认为固定不变。感应磁场随着地磁场的变化而变化，其量值与地磁场的大小和方向呈一定的比例关系。

物质具有磁性主要是电子的自旋磁矩起作用。自旋电子产生偶极子磁场是物质铁磁性的根本产生源。由于电子带负电荷，它的磁场可以看作是一个线圈产生的，线圈中的约定电流（正的）方向与电子的旋转方向相反。单个自旋电子的磁偶极子力矩近似等于9.27×10-24 A·m2。原子核周围轨道上的电子绕着自身的轴在两个方向中的一个进行旋转，称为左旋或者右旋。在例如铁等铁磁性元素的原子内，除了三维轨道，所有的轨道都填满了相同数量的左旋和右旋的电子。在三维轨道内不成对的电子产生非零磁旋力矩，会影响晶体内邻近原子的不成对三维电子。

元素具有三维轨道内不成对的电子还不足以使其具有铁磁性。在一个晶体结构内相邻原子之间的距离必须有利于这些非成对电子交换能量，以影响彼此的自旋。具有正能量交换的这些元素趋向于铁磁性，例如铁——舰船钢铁中的主要元素。

元素合金能够通过改变晶体间隔而改变它们的铁磁性质。例如，锰与铜、铝和锡的合金，原子间隔会增加，结果是尽管这些元素自身没有磁性，合金却具有磁性。相反地，如果铁与铬和镍组成合金，由于原子间的间隔不支持能量交换，合金就不具有磁性。铝和非磁性钢在海军舰船结构上使用，降低其磁场信号，就是上述原理的一个重要应用。含有大量铬的钢称为不锈钢。不同类型的不锈钢的制造是通过合金处理时改变铁、铬、镍、碳和其他元素之间的比例，然而并非所有不锈钢是非磁性的。某些马氏体不锈钢（高碳不锈钢）仍具有高磁性，而某些奥氏体不锈钢（高铬含量）具有非常低的磁导率。然而奥氏体不锈钢的价格、特殊焊接规程要求和腐蚀特性，使其不能成为铁磁性舰船钢材的直接替代品。

2）腐蚀相关磁场（CRM）

该场主要是由海水中的电流产生，靠近舰船的电流向周围辐射的腐蚀相关磁场符合右手定律。由于海面和海底电导率的不连续性，海水中的电流产生的磁场较小。静态腐蚀相关磁场信号的衰减慢于铁磁性或涡流场，原因是腐蚀相关磁场的源是电偶极子，而后两种分量是由磁偶极子产生的。这是两个源重要的差别。在距离舰船相当的距离处，CRM场可能是唯一被探测到的信号分量。CRM场开始比另两个场显著的范围与它们相对的源强度有关。假设传感器系统的信噪比足够探测到，只有磁偶极子源大于CRM场，在远距离时CRM场才重要。另外，如果铁磁性和涡流源显著降低或补偿掉，尤其是非磁性壳体的舰船，CRM场甚至在近距离上就占据优势地位。(www.daowen.com)

3）金属船体运动产生感应磁场

在壳体表面未完全绝缘的情况下，在船舶运动过程中，船体切割地磁场产生的感应电动势将在船体内形成体电流，并通过未绝缘船体表面，在海水中形成传导电流从而产生感应电磁场。由于该情况产生的水下电场幅值相对较小，导致感应磁场的量级也相对较小，相对于铁磁场的量级来说，其量级也忽略不计。

6．2．2．2　影响因素

舰船静磁场影响因素主要分为船体自身因素、航行海区、航向、电磁防护效果四部分。

（1）铁磁材料在地磁场中磁化产生的磁场是舰船静磁场的主要来源，舰船自身因素影响舰船的固定磁场，也影响感应磁场的特性。包括舰船所用材料的磁特性，舰船形状、尺寸和设备的分布情况、制造舰船地区地磁场分量的大小、在船坞内和建造期间舰船的船艏向、制造舰船的工艺情况等。在特殊情况下，舰船在执行任务过程中受强烈振动或在高海况下长期航行及大修后，固定磁场也将会发生显著变化。此外，舰船执行任务期间长期更换基地或在不同纬度的海域长期活动，其固定磁场也会发生明显变化，其固定磁场将会接近于该海域地球磁场相对应的数值。特别是舰船建造完成后的一段时间内，固定磁场会慢慢接近某一固定值。

（2）以北半球为例说明航行海区的影响。地球磁场的磁力线由船体上层甲板向船底贯穿。船体将受到地球垂直分量和水平分量磁场的作用，作用于船体的地磁场垂直分量和水平分量的比例会随着纬度的不同而发生变化，从而导致舰船感应磁场发生变化。

（3）航向的影响与船体的形状有密切关系。船体处在地磁场中，舰船可以看作一个均匀磁化的椭球体，椭球长轴方向为船艏—船艉方向，短轴方向为船宽—型深方向。根据椭球体计算公式，船艏方向朝北或朝南时将会产生最大的感应磁场；朝东或朝西时感应磁场将会最小。

（4）随着舰船隐身技术的提升，现代化的舰船均会安装舰载消磁系统和电场防护系统，同时各国还会对舰船进行固定的消磁处理。舰船消磁装置和电场防护装置性能的效果会直接影响静磁场的磁场强度和空间分布。