艦艇聲吶系統(tǒng)集成探討

潘 俊 李莉麗 胡 郢

中國艦船研究設(shè)計(jì)中心，湖北 武漢430064

艦艇聲吶系統(tǒng)集成探討

潘 俊 李莉麗 胡 郢

中國艦船研究設(shè)計(jì)中心，湖北 武漢430064

艦艇聲吶系統(tǒng)集成是當(dāng)前艦船電子研究領(lǐng)域的新熱點(diǎn)，同時(shí)它也是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。分析國內(nèi)外艦艇聲吶的發(fā)展過程和趨勢，從艦艇平臺、作戰(zhàn)系統(tǒng)、聲吶設(shè)備幾方面對艦艇聲吶設(shè)備集成概念等進(jìn)行研究、探討，提出了艦艇聲吶功能、結(jié)構(gòu)、信息一體化集成建議。

艦艇聲吶；頂層設(shè)計(jì)；系統(tǒng)集成；一體化設(shè)計(jì)

1 引言

目前，潛艇的發(fā)展趨勢是航行越來越“安靜”、外形越來越“隱身”，水下攻擊武器是越來越“聰明”、越來越“隱蔽”，針對不同特征的水下目標(biāo)，需要使用不同類型的聲吶進(jìn)行探測。在艦艇上裝備多種聲吶設(shè)備，分別完成各種探測功能。但由于艦艇上許多聲吶功能單一，裝載聲吶眾多，給有限的艦艇平臺增加負(fù)擔(dān)，影響了艦艇的機(jī)動(dòng)性和隱身性；聲吶設(shè)備內(nèi)部耦合度高，系統(tǒng)資源共享困難，不利于充分發(fā)揮聲吶整體探測能力；艦艇聲吶頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)不足，使各聲吶間相互干擾，無法兼容使用等，均限制了艦艇反潛作戰(zhàn)效能的發(fā)揮。

隨著微電子技術(shù)、信號處理技術(shù)的飛躍進(jìn)步，艦艇聲吶技術(shù)有了長足的進(jìn)步，聲吶設(shè)備除了采用低頻、大功率、大孔徑尺寸聲基陣技術(shù)外，逐步發(fā)展成為由多型不同體制、不同頻率、不同工作方式等聲吶組成的艦艇聲吶系統(tǒng)，大大提高了艦艇對水下目標(biāo)的綜合探測能力。所謂艦艇聲吶系統(tǒng)（或稱艦艇綜合聲吶）即在艦艇（包括水面艦艇、潛艇）上將不同類型的聲吶集成為一個(gè)水下多功能探測系統(tǒng)，完成對水下目標(biāo)探測、跟蹤、分類、識別、定位、通信、偵察、導(dǎo)航、魚雷報(bào)警等功能。

艦艇聲吶集成就是將聲吶從聲陣、聲吶收發(fā)，到信號處理、顯控終端等設(shè)備采用大量的共用和通用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)聲吶設(shè)備多功能綜合集成，并與艦艇平臺、作戰(zhàn)系統(tǒng)形成一個(gè)有機(jī)的整體。

2 艦艇聲吶發(fā)展趨勢

近20多年來，艦艇聲吶得到了迅速的發(fā)展，主要有兩個(gè)原因：第一，由于“安靜型”潛艇特別是“隱身性”的潛艇（下潛深度大、能長期潛航和隱蔽攻擊）的隱蔽性大大提高，艦艇上用功能單一的聲吶或幾個(gè)獨(dú)立的聲吶設(shè)備很難探測到遠(yuǎn)處的水下目標(biāo)了，使人們對聲吶探測潛艇的能力不斷提出了新的要求，促進(jìn)了艦艇聲吶系統(tǒng)的迅速發(fā)展；第二，由于電子技術(shù)、水聲技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信號處理技術(shù)等取得了飛躍式進(jìn)展，為艦艇聲吶系統(tǒng)集成的發(fā)展提供了技術(shù)保證。

國外艦艇聲吶的發(fā)展大體上經(jīng)歷了4個(gè)階段。

（1）從第二次大戰(zhàn)后期到50年代末，出現(xiàn)的第一代聲吶為模擬聲吶。采用以電子管為主要器件的模擬電路，采用放大、選頻、濾波等簡單信號處理技術(shù)，用陰極射線管作顯示器。換能器基陣的旋轉(zhuǎn)是機(jī)械式手工操作的，搜索速度慢。

（2）在60年代到70年代初，發(fā)展為第二代聲吶，即數(shù)字聲吶，主要采用數(shù)字技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號處理和管理控制。為了遠(yuǎn)距離探測，技術(shù)上采用了低頻、大功率、大基陣的艦首聲吶和艦尾拖曳的變深聲吶綜合配置的新體制，利用海面反射、海底反射及會聚區(qū)效應(yīng)3種聲傳播途徑來增加探測距離。

（3）在70年代中期到80年代后期，聲吶發(fā)展為以計(jì)算機(jī)控制的全數(shù)字化為其主要特征的多功能聲吶。技術(shù)上它在第二代聲吶基礎(chǔ)上著重改善了聲吶系統(tǒng)的綜合性、可靠性、可維修性和可擴(kuò)充性，初步集成為綜合聲吶系統(tǒng)。典型代表是美國的AN／BQQ－5綜合聲吶系統(tǒng)和法國UX37型潛艇綜合聲吶系統(tǒng)［1］。

（4）從80年代末或90年代初，聲吶向綜合聲吶系統(tǒng)方向發(fā)展，這一代聲吶使用多種信號、多種處理方式、多種傳播途徑、多種傳感器探頭、多種終端以及多種輔助手段，使聲吶性能向多功能化、綜合化、自適應(yīng)化和智能化方向發(fā)展。主要技術(shù)特點(diǎn)如下［2，3］：

1）聲吶功能集成化

艦艇上多部聲吶集成為綜合聲吶系統(tǒng)，并與艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，一起構(gòu)成具有探測、跟蹤、分類、識別、定位、通信、偵察、導(dǎo)航、魚雷報(bào)警、系統(tǒng)控制、作戰(zhàn)指揮、武器使用等多功能的綜合反潛作戰(zhàn)系統(tǒng)。

2）信息處理扁平化

隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，高速微芯片技術(shù)的巨大進(jìn)展，聲吶信號處理更廣泛地采用多級、并行、分布式處理體系結(jié)構(gòu)，信息處理模塊化，聲吶在實(shí)時(shí)處理運(yùn)算能力方面得到很大的提高。

3）協(xié)同探潛綜合化

當(dāng)前，各國海軍聲吶在改進(jìn)和提高聲吶綜合探測技術(shù)的基礎(chǔ)上，正在積極探索各種可能的反隱身技術(shù)的新方法。艦艇聲吶具有與多基地（源）、多平臺聲吶協(xié)同探潛的能力，綜合融合處理，可有效地對付水下隱身目標(biāo)，并提高探測范圍和定位精度。

4）聲吶探測智能化

面對多變的海洋環(huán)境實(shí)時(shí)做出反應(yīng)，聲吶具有自適應(yīng)能力，能自動(dòng)地做出判斷并采取相應(yīng)措施，使聲吶系統(tǒng)在最大程度上達(dá)到工作性能最佳化，提供最佳探測、跟蹤、分類、識別和攻擊等參數(shù)，并使全系統(tǒng)具有故障自動(dòng)診斷和自動(dòng)維修的能力，聲吶向智能化方向發(fā)展。

5）技術(shù)應(yīng)用多樣化

隨著高新技術(shù)的發(fā)展，聲吶采用先進(jìn)的技術(shù)，使聲吶技術(shù)持續(xù)地進(jìn)步，能力不斷地拓展。專家系統(tǒng)在聲吶中的應(yīng)用，為聲吶系統(tǒng)智能化提供新的手段；光纖信號傳輸纜和光纖水聽器在這一代聲吶中逐步獲得應(yīng)用，將進(jìn)一步提高聲吶的性能；高速神經(jīng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使聲吶信息處理跨越式發(fā)展等等。

3 聲吶系統(tǒng)集成概念

聲吶系統(tǒng)集成從概念和原理上與艦載射頻集成（即把艦上各孤立天線，采用共用孔徑等技術(shù)，分頻段與艦體平臺和作戰(zhàn)系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)地綜合設(shè)計(jì)，提高艦船整體的作戰(zhàn)效能）［4］相類似，聲吶系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)概念在國外剛剛興起，但聲吶集成工作實(shí)際上早已開展。

聲吶系統(tǒng)集成就是將艦艇多部聲吶前端 （聲陣）、收／發(fā)模塊、預(yù)處理模塊、信號處理模塊、顯示控制模塊等按照一定的準(zhǔn)則分別進(jìn)行橫向一體化集成，構(gòu)成艦艇聲吶系統(tǒng)，完成對水下目標(biāo)探測、跟蹤、分類、識別、定位、通信、偵察、導(dǎo)航、魚雷報(bào)警等功能，提高艦艇反潛綜合作戰(zhàn)效能。如果從廣義概念上說，聲吶可以是艦載的、艇載的、機(jī)載的、潛器搭載的設(shè)備，那么聲吶系統(tǒng)集成概念可擴(kuò)大到艦艇編隊(duì)甚至陸基／?；潭ㄋ绿綔y系統(tǒng)等范圍。

下面從艦艇平臺、作戰(zhàn)系統(tǒng)以及聲吶設(shè)備3個(gè)層面來說明艦艇聲吶系統(tǒng)集成概念和內(nèi)涵：

3.1 艦艇平臺層面

在艦艇平臺層面，聲吶設(shè)備的集成主要是聲吶設(shè)備的前端設(shè)備 （包括聲吶基陣、收／發(fā)射設(shè)備、冷卻設(shè)備以及相關(guān)設(shè)備等）和有關(guān)性能與艦艇平臺的一體化集成設(shè)計(jì)，目前集成形式主要有兩種：

（1）物理空間上集成

在艦艇上，通過在物理空間上合理布置聲吶設(shè)備，節(jié)省艦艇平臺資源，多裝設(shè)備來達(dá)到提高作戰(zhàn)性能的目的。比如：

1）在艦艇某一個(gè)聲吶平臺安裝多部功能不同、頻率不同、安裝形式不同的水聲換能器陣，在有限的總體資源條件下，實(shí)現(xiàn)功能、性能的最大化。如，美海軍“海狼”（SSN－21）級核潛艇艏部安裝的24 ft球型被動(dòng)聲陣、低頻被動(dòng)聲陣，最下面是半截主動(dòng)聲陣，聲吶陣在艦艇物理空間上集成示意圖見圖1［5］。

2）為在有限資源條件下實(shí)現(xiàn)最大作戰(zhàn)效能，將拖曳聲吶濕端與其它水聲設(shè)備共拖在一根拖纜上。例如，美國TB－16MLTA被動(dòng)雙拖曳線列陣聲吶，在一根拖纜上拖曳2根線列陣聲吶，完成遠(yuǎn)程被動(dòng)探測功能。

3）水聲對抗設(shè)備與其它系統(tǒng)發(fā)射架共架共管使用。

圖1 美海軍“海狼”級核潛艇艏部聲吶陣在艦艇物理空間上集成

（2）與艦艇共形集成

根據(jù)艦艇的使命任務(wù)、綜合效費(fèi)比和聲吶設(shè)備集成技術(shù)發(fā)展的程度，通過系統(tǒng)優(yōu)化、綜合權(quán)衡設(shè)計(jì)，在艦艇平臺上將部分聲吶設(shè)備的聲陣與艦艇外形實(shí)現(xiàn)共形集成。

比如，美海軍“洛杉磯”級核潛艇共形基陣、聽音陣列等聲吶與艦艇共形集成示意圖如圖2所示。

圖2 美海軍“洛杉磯”級核潛艇部分聲吶基陣共形集成示意圖

由于艦艇聲吶不同于艦載射頻雷達(dá)，聲吶工作頻率越低、功率越大，其聲吶基陣的口徑就越大，目前技術(shù)還不能做到所有工作頻段的基陣與艦艇全共形集成，但聲吶全共形集成是未來的一種發(fā)展趨勢。

目前，美海軍正實(shí)施先進(jìn)共形潛艇水聲傳感器（ACSAS）計(jì)劃和共形聲速傳感器（CAVES）計(jì)劃，研究將下一代聲吶多基陣合并，并設(shè)計(jì)未來潛艇共形平臺，把重點(diǎn)開發(fā)全艇體共形聲吶陣作為5項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一，即整合艇上所有的聲基陣。計(jì)劃在“弗吉尼亞”級核潛艇上安裝的聲吶陣（球陣＋馬蹄形陣＋寬孔徑陣等）組合為可以適合任何艇形的順艇形聲基陣，從而獲取更好的探測和跟蹤性能。

3.2 作戰(zhàn)系統(tǒng)層面

從國內(nèi)外艦艇聲吶集成發(fā)展來看，艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)對聲吶設(shè)備的集成大致可分為三個(gè)發(fā)展階段，即信號模擬化集成、信息數(shù)字化的集成階段，從發(fā)展趨勢上看，將向第三個(gè)階段信號數(shù)字化集成方向發(fā)展。

（1）信號模擬化集成階段

20世紀(jì)70年代初期作戰(zhàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是將大量現(xiàn)有的傳感器、武器和眾多顯示器、控制器、控制臺集成在一起，構(gòu)成了集中式系統(tǒng)［6，7］。即由一臺或一組計(jì)算機(jī)統(tǒng)一接收或處理各種原始數(shù)據(jù)，集中實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)指揮和武器控制功能。

艦艇聲吶以模擬信號（脈沖、音頻等）為信息載體，以點(diǎn)對點(diǎn)連接方式，將各型聲吶與指揮或控制中心相連接，構(gòu)成一種分散式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)是各型聲吶各自獨(dú)立，單機(jī)單控，只與指揮或控制中心進(jìn)行相互作用。

（2）信息數(shù)字化集成階段

20世紀(jì)80年代至90年初，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，分布式系統(tǒng)成為了作戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)展的主流，分布式系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是分布式結(jié)構(gòu)，分布式總線、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的設(shè)備，大量采用微機(jī)、軟件機(jī)接口等，分布式計(jì)算結(jié)構(gòu)與集中式計(jì)算是不同的。它將一個(gè)大的計(jì)算任務(wù)分割成許多小的步驟或計(jì)算機(jī)程序［8，9］。

由艦艇聲吶構(gòu)成一種局部分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。作戰(zhàn)系統(tǒng)對艦艇聲吶系統(tǒng)的集成是以數(shù)字信息（目標(biāo)航跡、目標(biāo)參數(shù)、姿態(tài)信息等數(shù)字化參數(shù)）為主要信息載體，采用設(shè)備分布式的集成方式，即信息數(shù)字化的集成［10］。

（3）信號數(shù)字化的集成階段

隨著數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)的發(fā)展，未來聲吶設(shè)備中越來越多的原來需要由硬件或模擬設(shè)備獨(dú)立實(shí)現(xiàn)的功能，逐漸由有軟件或數(shù)字化的通用模塊替代了，數(shù)字化的進(jìn)程逐漸向聲吶設(shè)備的前端靠近，同時(shí)隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的逐漸增大和網(wǎng)絡(luò)可靠性穩(wěn)定性的提高，使高速實(shí)時(shí)傳輸成為了可能。因此，可以說未來作戰(zhàn)系統(tǒng)對聲吶設(shè)備的集成將是以數(shù)字信號為主要信息載體的通用功能模塊的集成，同時(shí)也將是未來作戰(zhàn)系統(tǒng)集成的發(fā)展趨勢。

在這個(gè)階段，艦艇聲吶可構(gòu)成一種全分布式、開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。作戰(zhàn)系統(tǒng)對艦艇聲吶系統(tǒng)的集成是以數(shù)字信號為主要信息載體，全分布式的集成，即信號數(shù)字化的集成。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：艦艇聲吶系統(tǒng)的集成是通過統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對聲吶基陣信號數(shù)字化的傳輸，并采用了大量多功能通用功能模塊，而且各種功能模塊均以軟件的形式實(shí)現(xiàn)，使數(shù)據(jù)與應(yīng)用分離、顯示與處理分離，實(shí)現(xiàn)艦艇聲吶的功能集成、結(jié)構(gòu)集成、信息集成。

以數(shù)字信號為載體的功能模塊分布式集成示意圖如圖3所示。說明：信號數(shù)字化集成向聲吶的濕端靠近，逐漸實(shí)現(xiàn)聲吶前端從模擬聲元信號向數(shù)字聲元信號的發(fā)展，信號數(shù)字化使聲吶功能模塊集成成為可能，分布式體系結(jié)構(gòu)使艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)高度共享水下目標(biāo)數(shù)據(jù)／信息，根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)動(dòng)態(tài)分配使用聲吶系統(tǒng)資源。

圖3 以數(shù)字信號為載體的功能模塊分布式集成示意圖

3.3 聲吶設(shè)備層面

在聲吶設(shè)備層面，聲吶設(shè)備經(jīng)歷了從單一功能的模擬聲吶到數(shù)字聲吶，再到多功能聲吶，最后到一體化綜合聲吶系統(tǒng)的3個(gè)發(fā)展階段，其發(fā)展過程如圖4所示。

圖4 艦艇聲吶設(shè)備集成發(fā)展示意圖

（1）第1階段聲吶為單一功能聲吶，經(jīng)歷了模擬聲吶和數(shù)字聲吶2個(gè)階段。

模擬聲吶設(shè)備功能是各自獨(dú)立設(shè)計(jì)，探測功能單一，具有各自的傳感器、處理器、顯示器。數(shù)字聲吶采用數(shù)字技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號處理和控制管理。應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行各分機(jī)控制、性能監(jiān)視、故障檢測等技術(shù)。

（2）第2階段聲吶為多功能聲吶，以計(jì)算機(jī)控制的全數(shù)字化為其主要特征，通過局域網(wǎng)絡(luò)將部分聲吶設(shè)備進(jìn)行集成，初步形成為綜合聲吶系統(tǒng)。該階段聲吶是目前艦艇聲吶的發(fā)展主流，得到了各國海軍的廣泛應(yīng)用。

（3）第3階段聲吶發(fā)展為綜合聲吶系統(tǒng)，通過分布式、開放式網(wǎng)絡(luò)，將艦艇各聲吶從濕端、預(yù)處理端、信號處理端進(jìn)行橫向一體化集成，實(shí)現(xiàn)多個(gè)聲吶設(shè)備的系統(tǒng)集成。主要發(fā)展方向如下：

1）向系統(tǒng)性、綜合性發(fā)展。艦艇聲吶系統(tǒng)將由單項(xiàng)功能的單部聲吶逐步發(fā)展為由多部聲吶組成的收－發(fā)分置、多基地、多傳感器的綜合聲吶系統(tǒng)，并進(jìn)而構(gòu)成先進(jìn)反潛作戰(zhàn)系統(tǒng)。

2）向系列化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。無論是換能器基陣、還是信號處理機(jī)柜及顯控臺，都趨向采用標(biāo)準(zhǔn)化的模塊式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)具有擴(kuò)展性好、互換性強(qiáng)、便于維修等優(yōu)點(diǎn)。

3）向智能化方向發(fā)展。用計(jì)算機(jī)進(jìn)行聲吶波束形成、信號處理、目標(biāo)跟蹤與識別、系統(tǒng)控制、性能監(jiān)測、故障檢測等，可大大提高聲吶的性能。

4 幾點(diǎn)建議

（1）在艦艇平臺層面上，應(yīng)加強(qiáng)艦艇聲吶系統(tǒng)集成頂層設(shè)計(jì)，提高綜合作戰(zhàn)效能。

聲吶設(shè)備的集成不僅給艦艇的外形帶來了變化，給艦艇平臺設(shè)計(jì)也會產(chǎn)生影響。針對探潛、反魚雷、水下通信、偵察、環(huán)境評估等需求，應(yīng)加強(qiáng)在艦艇空間、外形結(jié)構(gòu)、綜合保障、聲學(xué)環(huán)境等方面對艦艇聲吶系統(tǒng)集成進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，提高艦艇綜合作戰(zhàn)效能。頂層設(shè)計(jì)應(yīng)主要包括：

1）對聲吶系統(tǒng)集成的使用性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；

2）對聲吶系統(tǒng)的工作時(shí)域、工作頻域進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃；

3）對艦艇聲吶系統(tǒng)使用的聲學(xué)環(huán)境進(jìn)行仿真研究；

4）對艦艇聲吶集成的可行性、有效性進(jìn)行分析計(jì)算；

5）對聲吶設(shè)備安裝部位、安裝形式、艦艇線型、艦艇結(jié)構(gòu)等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)；

6）對艦艇聲吶集成所需水電氣進(jìn)行保障性研究；

7）研究艦艇共形、聲吶透聲材料、艦艇振動(dòng)噪聲、艦艇流噪聲等聲吶集成相關(guān)技術(shù)。

（2）在作戰(zhàn)系統(tǒng)層面上，應(yīng)優(yōu)化艦艇聲吶系統(tǒng)集成體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高資源的共享和動(dòng)態(tài)重組能力。

根據(jù)作戰(zhàn)使命任務(wù)和綜合效能、對全艦聲吶設(shè)備的應(yīng)用接口、功能界面、作戰(zhàn)使用流程、信息流程等進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，統(tǒng)一規(guī)劃；實(shí)現(xiàn)綜合控制和管理全艦聲吶設(shè)備以及水聲信息資源，實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)資源最大程度地共享和優(yōu)化配置。因此，建議如下：

1）以開放式體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，以聲吶設(shè)備信息為主要載體，頂層牽引聲吶設(shè)備結(jié)構(gòu)向開放方向發(fā)展；

2）將聲吶設(shè)備劃分成若干個(gè)小粒度的功能性標(biāo)準(zhǔn)模塊，在模塊間進(jìn)行了統(tǒng)一的應(yīng)用接口設(shè)計(jì)，減少信息或設(shè)備資源不能共享造成的資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)較大程度地資源共享；

3）采用通用功能模塊，根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)和要求在作戰(zhàn)過程中進(jìn)行重新配置，實(shí)現(xiàn)艦艇聲吶設(shè)備一陣多用、多陣共用；

4）顯示控制采用統(tǒng)一的硬件平臺和技術(shù)體制，實(shí)現(xiàn)指揮功能的靈活配置和動(dòng)態(tài)組合；

5）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用扁平化、層次化、軟件構(gòu)件化、硬件模塊化，便于系統(tǒng)部件的快速獨(dú)立升級改造、系統(tǒng)功能的動(dòng)態(tài)重組，提高系統(tǒng)的可靠性、可測性和可維修性等保障能力。

（3）在聲吶設(shè)備層面上，應(yīng)合理分配資源，模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)聲吶功能的橫向一體化。

為更好實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源共享、設(shè)備共控、戰(zhàn)位復(fù)用、靈活重組，提高系統(tǒng)作戰(zhàn)效能，按照“軟硬件分離、數(shù)據(jù)與應(yīng)用分離、顯示與處理分離、實(shí)時(shí)處理與非實(shí)時(shí)處理分離”的原則劃分設(shè)備的軟硬件模塊，采用層次化、模塊化、通用化的設(shè)計(jì)思路，將處在同一層次的聲吶前端（即濕端）、收／發(fā)射模塊、預(yù)處理模塊、信號處理模塊、顯示控制模塊等功能模塊分別橫向一體化，構(gòu)建綜合聲吶系統(tǒng)。因此，建議如下：

1）在聲吶前端，不同功能的聲吶進(jìn)行集成。如：通信聲吶、偵察聲吶、目標(biāo)識別與艦殼聲吶和拖曳線列陣聲吶集成等。

2）后端處理采用統(tǒng)一的硬件平臺和通用功能模塊，各種功能模塊均以軟件形式實(shí)現(xiàn)，通過資源的合理分配和調(diào)度，實(shí)現(xiàn)不同的聲吶功能，可以根據(jù)不同情況承擔(dān)不同反潛作戰(zhàn)統(tǒng)任務(wù)的能力。

3）同一層次功能相同的模塊采用標(biāo)準(zhǔn)化的硬件平臺構(gòu)成通用的計(jì)算環(huán)境，各功能模塊以軟件形式實(shí)現(xiàn)，且軟件采用統(tǒng)一的構(gòu)件化的層次軟件結(jié)構(gòu)和傳輸協(xié)議，動(dòng)態(tài)部署在通用硬件上，實(shí)現(xiàn)聲吶功能的橫向一體化。

5 結(jié)束語

艦艇聲吶多用途、通用化、系列化是現(xiàn)代艦艇水下探測系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢，艦艇聲吶集成是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及相關(guān)專業(yè)眾多，需要從艦艇平臺、作戰(zhàn)系統(tǒng)、聲吶設(shè)備幾個(gè)方面綜合設(shè)計(jì)完成，在艦艇“平臺”上統(tǒng)籌規(guī)劃、頂層設(shè)計(jì)，“系統(tǒng)”上綜合集成、優(yōu)化設(shè)計(jì)，“設(shè)備”上一體化集成、模塊化設(shè)計(jì)，將聲吶設(shè)計(jì)與艦艇集成有機(jī)結(jié)合起來，充分發(fā)揮系統(tǒng)水下探測能力，使艦艇綜合作戰(zhàn)效能上一個(gè)新臺階。

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Discussion on Systematic Integration of Shipboard Sonar

Pan Jun Li Li-li Hu Ying
China Ship Development and Design Center，Wuhan 430064，China

Systematic integration of shipboard sonar nowadays is hot in the field of ship electronic research，however，it is also a complex project.After analyzing the developing process and tendency of domestic and foreign shipboard sonar，this paper discussed the integration of shipboard sonar equipment from the perspectives of ship platforms，combat systems and sonar equipment.Finally，some suggestions on the integration of the shipboard sonar's functions，structures and information were put forward in this paper.

shipboard sonar；top-level design；system integration；integration design

U666.7

A

1673－3185（2009）06－48－05

2008-12-10

潘 ?。?962-），男，高級工程師。研究方向：艦載作戰(zhàn)系統(tǒng)。E鄄mail：ppanjun@msn.com