理论教育 基于传感器阵列的电磁栅栏在海洋中的应用

基于传感器阵列的电磁栅栏在海洋中的应用

时间:2023-10-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:水下传感器阵列沉底布放在警戒防御线,在水下形成一道柔性保护“栅栏”,可形象地称为电磁栅栏系统。图6.19电磁栅栏示意图一种典型的电磁栅栏是苏联研制的Anagram系统,如图6.19所示。它既可以自成系统独立工作,也可以与声探测系统相结合或与探测声呐联动,通过数据融合提高声探测系统的探测和跟踪能力。

基于传感器阵列的电磁栅栏在海洋中的应用

随着对入侵目标水下电磁特性认识的深入,基于水下电场的目标探测技术也得到发展。目标艇体和桨等都是由金属制作,腐蚀防腐电流、内部推进系统的转动和船的运动都会产生电磁场,当舰船通过探测线阵的上方时,电场传感器或者磁场传感器接收到舰船的电磁场信号这一电信号被送到岸上进行处理和显示后,可以对入侵潜艇给出报警信息。基于电场和低频电磁场的探测手段,可以对抗具有高效消磁能力的潜艇。

传感器阵列探测是利用一系列电磁场传感器以一定间隔布设在海底,当目标接近或者通过电磁场传感器时,传感器感应目标磁场或者电场通过特性,这一信号被送到岸上进行处理和显示,实现入侵目标的报警。水下传感器阵列沉底布放在警戒防御线,在水下形成一道柔性保护“栅栏”,可形象地称为电磁栅栏系统。一般情况下,目标电磁场信号很弱,而所处环境的电磁场背景却很强,可以通过采用传感器间自参考相干滤波技术抵消环境电磁场影响,提高目标信号检测能力。

图6.19 电磁栅栏示意图(www.daowen.com)

一种典型的电磁栅栏是苏联研制的Anagram系统,如图6.19所示。该系统的水下部分包括由两根电缆组成的屏障,每根长50 km,相互平行间距300 m。该系统可由海岸向外延伸100 km。大约240个AgCl电极每隔250 m安放在电缆上,它们被用来作为电场的基本接收传感器。每三个电极被用特殊方法与信号通道相连,总通道数有80个;装有放大器和数据传输系统的水下密封容器与电缆相连,每隔6 km放置一个。信号频率范围0.1~30 Hz。这个系统可测出经过的所有潜艇、船只,并识别出航向,同时给出潜艇所在的水深。

水下电磁探测技术利用入侵目标引起的电磁探测异常进行探测,不受浅海复杂声环境条件的限制,而且采用传感器间自参考相干滤波技术后可以抵消环境影响,可靠探测性高。通过把电磁探测阵列布放到更远的距离处,也可扩展阵列长度以延长封锁范围,可以变相提高发现距离,弥补探测距离较近的不足。它既可以自成系统独立工作,也可以与声探测系统相结合(如声磁复合栅栏)或与探测声呐联动,通过数据融合提高声探测系统的探测和跟踪能力。

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