[发明专利]舰船静电场的基于点电源频域法的深度换算方法

说明书

一种舰船静电场的基于点电源频域法的深度换算方法，属于舰船电场测量技术领域。包括如下步骤：在船体下方设定测量区间，测量一条测线上的舰船电位U；根据步骤S1)中实测的电位U，计算该电位U在不同频率点ω的正弦变换B(ω)；利用正弦变换B(ω)，结合测量信息计算等效源强度P_x；基于等效源强度P_x，计算任意测量点的电位U。优点：在保证换算精度的情况下，测量点最少，只需一条测线便可实现深度换算，并且计算简单，适用于浅海环境和无限深海域，还可以获得点源强度。

技术领域

本发明属于舰船电场测量技术领域，具体涉及一种舰船静电场的基于点电源频域法的深度换算方法。

背景技术

舰船静电场是一种重要的舰船目标的暴露源、水中兵器的攻击源。为了防止被安装有电场引信的水雷打击，各国通常将电场的抑制技术运用在船舶设计和制造中。而评价静电场抑制效果是否有效时，通常以某个深度的电位或电场峰-峰值作为评价指标。实际上，受测量条件的限制，某个平面上静电场信号的最大峰-峰值是很难准确获得的，并且电场隐身时的平面上电场的最大峰-峰值与未采用隐身时的电场最大峰-峰值并不在同一条测线上，因此，就需要利用一定的测量数据进行深度换算。舰船电场深度换算的内涵是通过对某深度平面上一定区域内的舰船电场测量数据的分析，加以适当的计算来获得另一个深度平面上的舰船电场数据。现有的舰船静电场的深度换算主要有大平面换算法和迭代换算法。

在大平面换算法中，基于大平面测量数据的深度换算方法的根据是：海水中的静电场是舰船表面附近的腐蚀和防腐电流产生的，在舰船下方的海水空间中不存在自由电荷，因此在这个区域中静电场满足拉普拉斯方程。当目标平面位于换算平面下方时，可以选取换算平面与无限远处所包围的空间作为换算空间，并以换算面电场数据及无穷远边界作为边界条件，通过求解静电场满足的拉普拉斯方程来求得换算空间中任意平面上的静电场。该方法的缺点在于只有在平面足够大，即测量点足够多时，才能保证换算精度，理论上在换算平面无穷大时能准确换算，而实际上很难做到，平面越小换算误差越大。而在迭代换算法中，在利用点源叠加的方法对静电场进行反演时，需要计算的未知参数比较多，因而加大了算法难度。

鉴于上述已有技术，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种舰船静电场的基于点电源频域法的深度换算方法，其测量点少，换算精度高，并且可获得源强度的信息。

本发明的目的是这样来达到的，一种舰船静电场的基于点电源频域法的深度换算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)在船体下方设定测量区间，测量一条测线上的舰船电位U；

S2)根据步骤S1)中实测的电位U，计算该电位信号U在不同频率点ω的正弦变换B(ω)，

S3)利用正弦变换B(ω)，结合测量信息计算等效源强度P_x；

S4)基于等效源强度P_x，计算任意测量点的电位U。

在本发明的一个具体的实施例中，设船体下方测量区间的坐标为([-L， L]，y₀，z₀)，测量点坐标为(x，y，z)，所述的不同频率点ω分别取为ω₁、ω₂，并且，其中，L大于等于二分之一船长，则所述的等效源强度P_x的计算公式为：

其中，K₀为第二类零阶修正贝塞尔函数，ωτ为变量，σ为海水电导率，f(ω)为修正函数。

在本发明的另一个具体的实施例中，在空气、海水的两层模型下，所述的修正函数f(ω)为：