《聲納原理》課程教學(xué)大綱

聲納原理課程教學(xué)大綱一、課程基本信息1、課程代碼：0330190 2、課程名稱(chēng)（中文）：聲納原理 課程名稱(chēng)（英文）：Principles of Sonar3、學(xué)時(shí)/學(xué)分：48/64、先修課程：水聲學(xué)原理與換能器基陣，03301405、面向?qū)ο螅盒畔?duì)抗技術(shù)專(zhuān)業(yè)6、開(kāi)課院（系）：航海學(xué)院聲學(xué)與信息工程系7、教材、教學(xué)參考書(shū)：教材：聲吶技術(shù)，田坦、劉國(guó)枝、孫大軍編，哈爾濱工程大學(xué)出版社，2000年教學(xué)參考書(shū)：數(shù)字式聲納設(shè)計(jì)原理，李啟虎，安徽教育出版社，2002年Underwater Acoustic System Analysis, Williams S. Burdic, Prentice Hall, 1991二、課程性質(zhì)和任務(wù)航海學(xué)院信息對(duì)抗技術(shù)專(zhuān)業(yè)主要為國(guó)防水聲行業(yè)培養(yǎng)人才，故本課程是該專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課程。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，期望學(xué)生掌握聲納的基本工作原理，主要是聲納的波束形成方法、測(cè)向方法、測(cè)距方法和測(cè)速方法。在掌握這些方法之后，學(xué)生需要通過(guò)參與課堂演示實(shí)驗(yàn)深入理解這些方法的實(shí)際運(yùn)用。最后，結(jié)合主講教師的科研經(jīng)歷，向?qū)W生介紹當(dāng)前國(guó)內(nèi)外最先進(jìn)的聲納系統(tǒng)的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及工作原理，從而為學(xué)生將來(lái)從事水聲科研工作奠定基礎(chǔ)。三、教學(xué)內(nèi)容和基本要求聲納原理的教學(xué)內(nèi)容分為八部分，具體內(nèi)容和相應(yīng)的基本要求如下（括號(hào)中標(biāo)識(shí)數(shù)字為該部分的計(jì)劃學(xué)時(shí)）：第一章 緒論(4)1聲納的發(fā)展簡(jiǎn)史和現(xiàn)狀2聲納系統(tǒng)的分類(lèi)3聲納系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)4聲納方程要求：了解聲納的發(fā)展簡(jiǎn)史和現(xiàn)狀，掌握聲納系統(tǒng)的分類(lèi)方法和主要戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)，熟練掌握聲納方程及其內(nèi)涵。本部分將采用中英文對(duì)照授課。第二章 聲納系統(tǒng)定向方法(4)1聲納系統(tǒng)定向的基本原理2最大值測(cè)向3相位法測(cè)向4振幅差值測(cè)向法5相關(guān)法測(cè)向6互譜法精確測(cè)向要求：理解聲納系統(tǒng)定向的基本原理；熟練掌握最大值測(cè)向方法、相位法測(cè)向；了解振幅差值測(cè)向法、相關(guān)測(cè)向法；掌握互譜法精確測(cè)向。第三章 聲納的波束形成技術(shù)(8)1聲納波束形成的一般原理2直線多波束陣的有關(guān)問(wèn)題3直線陣相移波束形成器 4直線陣時(shí)延波束形成器5圓陣波束形成6頻域波束形成7接收方向性指數(shù)要求：理解聲納波束形成的一般原理；熟練掌握直線陣的相移波束形成和時(shí)延波束形成；掌握?qǐng)A陣波束形成的基本方法；掌握頻域波束形成方法；深入理解接收方向性指數(shù)的含義。本部分將采用英文授課，學(xué)生需要提交英文撰寫(xiě)的作業(yè)。第四章 聲納系統(tǒng)測(cè)距方法(6)1主動(dòng)測(cè)距方法2窄帶信號(hào)的模糊函數(shù)3被動(dòng)測(cè)距方法4水聲被動(dòng)定位要求：熟練掌握主動(dòng)測(cè)距方法；掌握窄帶信號(hào)的模糊函數(shù)；掌握被動(dòng)測(cè)距方法；了解水聲被動(dòng)定位的基本原理。第五章 聲納系統(tǒng)測(cè)速方法(4)1目標(biāo)速度的測(cè)量方法2本艦航速的測(cè)量方法要求：熟練掌握目標(biāo)速度的測(cè)量方法；掌握本艦航速的測(cè)量方法。第六章 聲納信號(hào)接收(2)1聲納接收機(jī)的組成2接收機(jī)工作特性曲線3動(dòng)態(tài)范圍壓縮和歸一化要求：了解聲納接收機(jī)的組成；掌握接收機(jī)工作特性曲線；掌握聲納信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍壓縮和歸一化方法。第七章 典型聲納信號(hào)處理方法(2)1主動(dòng)聲納信號(hào)處理2被動(dòng)聲納信號(hào)處理要求：掌握典型主動(dòng)聲納信號(hào)處理和被動(dòng)聲納信號(hào)處理方法。第八章 典型數(shù)字式聲納(4)1拖曳式線列陣聲納2潛艇用舷側(cè)線列陣聲納3固定式岸用聲納4合成孔徑聲納5聲納技術(shù)的發(fā)展展望。要求：了解現(xiàn)代典型數(shù)字式聲納的基本工作原理以及聲納技術(shù)的最新發(fā)展方向。四、實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）內(nèi)容和基本要求本課程實(shí)驗(yàn)為課堂演示實(shí)驗(yàn)，在航海學(xué)院大型消聲水池實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容和要求如下：第一次實(shí)驗(yàn)：聲納波束形成和方位估計(jì)實(shí)驗(yàn)（4）要求：深入理解聲納的波束形成原理和方位估計(jì)方法。第二次實(shí)驗(yàn)：主動(dòng)和被動(dòng)測(cè)距實(shí)驗(yàn)（4）要求：深入理解主動(dòng)和被動(dòng)測(cè)距原理。五、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配項(xiàng)目學(xué)時(shí)講課習(xí)題課討論課實(shí)驗(yàn)課其他合計(jì)第一章44第二章44第三章82414第四章6410第五章426第六章22第七章22第八章426總計(jì)3448248六、對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的要求本課程屬于專(zhuān)業(yè)必修課程。學(xué)生應(yīng)該掌握聲納工作原理，并在此基礎(chǔ)上，通過(guò)教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)，深入理解基本的測(cè)向、測(cè)速和測(cè)距方法。希望在教師引導(dǎo)下，學(xué)生逐步學(xué)會(huì)從前人研究問(wèn)題、分析問(wèn)題的過(guò)程、演繹推導(dǎo)的結(jié)果中，體會(huì)和領(lǐng)悟解決問(wèn)題的方法，提高他們開(kāi)展本專(zhuān)業(yè)科研工作的能力。在本課程中，通過(guò)一定量?jī)?nèi)容的英語(yǔ)教學(xué)和相應(yīng)的英語(yǔ)作業(yè)，期望提高學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)的聽(tīng)、譯等方面的能力。在教學(xué)過(guò)程中，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)查閱本專(zhuān)業(yè)參考文獻(xiàn)的方法，并結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行文獻(xiàn)閱讀和理解，為將來(lái)從事前沿性的科研工作奠定良好的專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)基礎(chǔ)。在進(jìn)行教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備過(guò)程，而不是單純地看實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手能力的提高。七、其它說(shuō)明1學(xué)生應(yīng)遵守西北工業(yè)大學(xué)學(xué)生手冊(cè)（本科生）里有關(guān)學(xué)術(shù)誠(chéng)實(shí)的條例；2學(xué)生應(yīng)上課準(zhǔn)時(shí)，專(zhuān)心聽(tīng)講；上課期間，關(guān)閉手機(jī)。3學(xué)生應(yīng)結(jié)合英文授課內(nèi)容和英文作業(yè)，進(jìn)行一定