(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211107150.3 (22)申请日 2022.09.10 (71)申请人 中国人民解 放军92578部队 地址 100161 北京市丰台区13 03信箱 (72)发明人 唐宇航　王雪仁　高晟耀　周涛　 苏常伟　张艳涛　彭子龙　宋昊　 王文杰　 (74)专利代理 机构 南京行高知识产权代理有限 公司 32404 专利代理师 李晓 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06K 9/00(2022.01) (54)发明名称 一种水下航行体收发合置时域时频分布特 性仿真评估方法 (57)摘要 本发明提供一种水下航行体收发合置时域 时频分布特性仿真评估 方法， 包括确定水下航行 体几何模型参数、 确定特定入射角度下时域声波 信息并转化为入射频域信号、 确定入射点和接收 点的坐标、 评估 水下航行体外壳在该入射角度和 指定接收角度下不同频率时的反射系数和透射 系数、 根据水下航行体的壳体形式建立模型计算 目标频域传递函数； 处理目标频域传递函数与入 射频域信号得到水下航行体收发合置时频分布 特性， 并与指标要求进行对比得出评估结论。 本 发明以水下航行体几何模型、 材料参数和入射信 号作为输入， 实现了水下航行体收发合置时频分 布特性指标评估。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 115510629 A 2022.12.23 CN 115510629 A 1.一种水下航行体收发合置时域时频分布特性仿真评估方法， 其特征在于包括以下步 骤： 步骤1. 根据水下航行体总体方案设计成果及结构建模参数， 确定水下航行体几何模 型的总长度、 壳体形式、 壳体壁厚、 材料参数以及水下航行体几何模型的坐标原点， 并将该 坐标原点定义 为水下航行体的等效几何声学中心； 步骤2. 确定某一特定入射下时域声 波信息， 通过傅里叶变换为入射频域信号； 步骤3.确定入射/接收角度的坐标并采用水平方位角和入射/接收点与水下航行体的 等效几何声学中心之间距离进行描述； 步骤4.根据水下航行体的外壳壁厚、 材料， 评估水下航行体外壳在不同频率下该角度 下的反射系数和透射系数； 步骤5.根据水下航行体的壳体形式， 即单壳体结构或双壳体结构两种形式， 以及外壳 反射系数和透射系 数， 建立该角度的标频域传递函数总体评估模型， 计算出目标频域传递 函数； 步骤6.将该角度的目标频域传递函数与入射频域信号点乘， 得到频域下的回波， 最后， 通过对频域下的回波 进行傅立叶逆变换， 得到水 下航行体收发合置时频分布特性； 步骤7.将步骤6评估计算得到的收发合置时频分布特性与指标要求进行对比， 得到水 下航行体收发合置时频分布特性指标评估结论。 2.根据权利要求1所述的水下航行体收发合置时域时频分布特性仿真评估方法， 其特 征在于， 步骤1中水下航行体总体方案 设计成果及结构建模参数包括总体方案设计 说明书、 基本结构设计说明书、 型线图、 基本结构图、 总布置图， 与水下航行体总体方案相关的水下 航行体内外壳结构等形式、 尺寸、 壳体厚度参数； 对于未明确厚度参数的结构， 参照标准水 下航行体的相关参数 取值。 3.根据权利要求1所述的水下航行体收发合置时域时频分布特性仿真评估方法， 其特 征在于， 步骤2中设定入射时域声波信息包括： 设定入射时域脉冲信号种类、 频率和脉宽、 采 样频率， 通过傅里叶变换， 将其 转换为入射频域声 波信号。 4.根据权利要求1所述的水下航行体收发合置时域时频分布特性仿真评估方法， 其特 征在于， 步骤3中的发射/接受点必须同时满足远场条件： 观察点距水下航行体等效几何声 中心的距离r不小于水 下航行体总长L的平方与声 波长 λ 的比值。 5.根据权利要求1所述的一种水下航行体收发合置时域时频分布特性仿真评估方法， 其特征在于， 步骤3中入射声波为点声源， 在远场条件下， 到达目标位置时近似为平面波； 散 射声波视为水 下航行体壳体的二次辐射。 6.根据权利要求1中任一项所述的水下航行体收发合置时域 时频分布特性仿真评估方 法， 其特征在于， 步骤5还 包括： 步骤5.1建立水下航行体结构板块元评估模型； 将水下航行体结构实 际尺度几何模型 的内外壳体分别剖分三角形面网格， 并导出三角形面网格的拓扑信息和节点信息， 分别 保 存； 步骤5.2读取节点信息和三角形面网格文件， 分别绘制水下航行体内外 壳的网格模型， 在设定初始入射/接收点后， 检查三角形面网格的法向， 保证三角形面网格的法向朝向水下 航行体外 部；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115510629 A 2步骤5.3建立水下航行体 壳体声散射模型， 并表示为面元求和的形式， 对于双层壳体结 构， 将水下航行体的外壳视为钢质弹性薄壳， 考虑声波的反射和透射； 同时经过外壳透射到 内壳的声波 再经过透射， 穿过外壳， 与外壳的一次反射一起被接收点接收到， 最终计算出入 射频域信号频 段内所有面元散射贡献的总和， 即所计算角度的目标 频域传递 函数。 7.根据权利要求1所述的水下航行体收发合置时域时频分布特性仿真评估方法， 其特 征在于， 步骤7中， 以时刻声压幅值曲线作为水 下航行体收发合置时频分布特性评估指标。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115510629 A 3