运动船舶磁性船体产生的感应电场*

张伽伟，熊 露，龚沈光

(1．海军工程大学兵器工程系，湖北 武汉 430033;2．军械士官学校 雷达系，湖北武汉 430075)

船舶电场是除声场、磁场、水压场外最重要的水中目标特性之一［1］，目前已有许多关于船舶的轴频电场研究［2-5］，也有部分关于金属船体运动产生的感应电场研究［6］。由于船舶一般都是由钢铁等铁磁性材料制造，船舶在航行过程中受地磁场感应磁化而形成感应磁性，由于船体具有磁性，所以当它航行时会引起空间磁通的变化而产生感应电场，因此对运动磁性船体产生的感应电场信号特征进行研究，可以完善和深入研究船舶电场信号的产生机理和分布特征，有利于船舶的探测和隐身技术的研究。

原子磁矩作为磁性物体的最小单元，可以通过组合叠加等效任何磁性物体的空间磁场。在以往的研究中，已经提出了利用位于船体内的若干磁偶极子和旋转椭球体的混合阵列可以等效舰船的空间磁场。国内在对运动磁偶极子的感应电场建模时采用了两种方法:一是利用法拉第电磁感应定律，通过选取恰当的环路积分计算出空间中的感应电场［7］;二是通过变换参考系，采用相对论电磁变换，利用v×B计算运动磁偶极子的感应电场［8］。对于环路积分，首先假设了积分环路上的电场强度处处相等，此假设只在磁性物体沿着磁矩方向运动时才成立，因此当运动方向不一致时，环路积分存在较大近似误差;对于v×B适用于磁性物体沿任意方向运动，但是忽略了介质对电磁场的影响，当磁性物体在导电介质中运动时，由于电场和磁场的相互激励作用磁性物体在沿运动方向也会产生感应电场，使得此方法也不能够准确反应磁偶极子运动产生的感应电场。……