声呐目标回声特性预报的板块元方法

范 军，汤渭霖，卓琳凯

（上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海200240）

1 引 言

声呐工程中对于水中复杂形状目标回声特性的预报目前主要采用两种方法。一是基于亮点模型的部件法[1-2]，这种方法将复杂形状的目标分解为一组简单形状的子目标，每个子目标的回声用解析形式表示，计算简单且物理概念清晰。但由于子目标的限制，对实际目标形状的逼近误差较大；二是数值积分方法[3]，这种方法虽然能较精确地逼近复杂形状的目标，但由于要划分的面元数量巨大（数万至数百万个），计算面积分的速度慢，且物理概念不清晰。

随着声呐技术和水下武器系统的发展，要求目标回声特性预报的精度更高、速度更快。特别是，由于水声对抗和反对抗的发展，对于目标回声特性预报提出了一些新的需求：①随着隐身技术的发展，声呐目标表面敷设吸声覆盖层，因此需要预报非刚性目标的回声；②随着水中精确制导技术的发展，需要预报近距离目标的回声特性，而且要求给出二维和三维回声图像，计算的工作量大大增加，迫切要求提高计算速度。

根据这些需求，本文发展了水下声呐目标远场、近场回声特性预报的一种数值计算方法-板块元方法。这种方法在应用物理声学方法求解水中目标散射声场时，用一组平面板块元近似目标曲面，将所有板块元的散射声场叠加得到总散射声场的近似值。由于板块元方法把散射声场的积分运算转化成代数运算，使这种方法的计算速度大大提高。……