[发明专利]一种船舶工频电磁扰动信号指纹表达分析方法及系统

权利要求书

1.一种船舶工频电磁扰动信号指纹表达分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

基于船舶模块化构造原理，将船舶的每个子舱段模型化为不同类型的串-并联电阻、电容及电感R-C-L电路，以将整条船舶模型化为串-并联多级的{R_n-C_n-L_n}电路，作为船舶电路模型；

当外部激励工频电磁场作为激励电动势作用于所述船舶电路模型时，在所述串-并联多级的{R_n-C_n-L_n}电路内产生激励电流，所述激励电流在船舶的铁磁性材料中产生感生电流；所述感生电流的幅值和相位与激励电动势幅值和相位之间的偏差与船舶的构造信息相关；所述船舶的构造信息包括：船舱数、船舶的结构及船舶内部铺设材料；

将所述幅值和相位偏差作为船舶的指纹，以实现对船舶的探测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个子舱段模型化后的串-并联R-C-L电路为RCL并联电路；

所述RCL并联电路为：电阻R、电容C以及电感L三者相互并联的电路；

所述RCL并联电路的复阻抗Z和复角分别为：

其中，ω为相位弧角变化。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个子舱段模型化后的串-并联R-C-L电路为RCL混联电路；

所述RCL混联电路为：电感L与电阻R串联，之后串联支路与电容C并联；

所述RCL混联电路的复阻抗和复角分别为：

其中，ω为相位弧角变化。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述整条船舶模型化为串-并联多级的{R_n-C_n-L_n}电路，具体为：

将船舶舱体划分为N个舱段，将N个舱段串-并联组成串-并联多级的{R_n-C_n-L_n}电路；R_n，C_n，L_n分别为第n段串联电路的电阻、电容以及电感；

当外部激励工频电磁场作为激励电动势作用于所述船舶电路模型时，在所述串-并联多级的{R_n-C_n-L_n}电路内产生激励总电流为：其中，i(t)为激励总电流，i_n(t)为第n段串联耦合电路的电流；

所述激励电动势

所述串-并联多级的R-C-L电路的复阻抗Z_总为：

Z₀为压水舱阻抗，Z_p为压水舱段之外的分舱段总阻抗，C、D为除阻抗Z₀外的实部和虚部，形式与A，B相同；R₀，C₀，L₀分别为总串联电路压水舱的电阻、电容以及电感；

所述串-并联多级的R-C-L电路的总复角

5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，设定同时作用于每个舱段的激励工频电磁场为感生磁场为其中，μ₀、μ_r为相对磁导率；

所述激励工频电磁场对应的激励源电场为激励电动势为其中，ε₀、ε_r为相对介电常数；

而感生的电流密度为：其中，σ是电导率；

所述感生电流相位与激励电动势相位之间的偏差为：为第n个相位之间的偏差。