基于阵聚焦的水下运动目标通过特性研究

论文摘要

本论文的主要目的是测量舰船通过布放在浅海海底的水听器或水听器阵时的辐射噪声源级特性,即舰船通过特性中的辐射声源级测量,为判断我方舰船是否工作异常,或判别是否有其它舰船通过提供判定依据,从而达到浅海检测的目的。舰船通过特性中的辐射噪声源级测量不同于舰船辐射噪声声源级的标准测量,也就是说,在通过特性测量中不需要得到舰船辐射噪声的真值,重要的是选择合适的测量要素,保证测量结果有可重复性,有可比性。论文首先对单水听器通过特性进行了研究,分析了影响单水器通过特性的因素,确定了合适的测量要素,制定了测量导流罩指向性修正因数海上试验方案,针对单水听器无法抑制多途影响的缺点,提出了基于阵聚焦通过特性的方法。对实测数据分析的结果表明：对于强干扰信号,基于阵聚焦方法获得的通过特性能够有效地制噪声,提高通过特性的增益。对于干扰较小或没有干扰的信号,基于阵聚焦的通过特性能很好的提高通过特性的增益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 论文的目的和意义
• 1.3 国内外研究动态
• 1.4 论文的主要内容和安排
• 第2章 通过特性理论
• 2.1 舰船辐射噪声的基本特性
• 2.1.1 声源级
• 2.1.2 谱特性
• 2.1.3 方向特性
• 2.1.4 通过特性
• 2.1.5 瞬态特性
• 2.2 通过特性的类型
• 2.2.1 总声级通过特性
• 2.2.2 1/3oct频带级通过特性
• 2.2.3 线谱通过特性
• 2.3 影响通过特性的相关因素
• 2.3.1 线谱
• 2.3.2 连续谱
• 2.3.3 通过航迹
• 2.3.4 舰船吨位和航速
• 2.3.5 影响通过特性测量可比性的因素
• 2.4 本章小结
• 第3章 单传感器通过特性分析
• 3.1 单传感器通过特性仿真
• 3.1.1 舰船辐射噪声特征仿真
• 3.1.2 单水听器通过特征仿真
• 3.2 影响单水听器通过特性的因素
• 3.2.1 源尺寸对单水听器通过特性的影响
• 3.2.2 工作频段对单水听器通过特性的影响
• 3.2.3 信道多途对单水听器通过特性的影响
• 3.3 滑动窗自相关通过特性仿真
• 3.4 单水听器通过特性海上测量
• 3.4.1 测试技术概况
• 3.4.2 测试系统组成
• 3.4.3 测试辅助设备
• 3.4.4 试验数据分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 导流罩声场指向性测量及阵型标校
• 4.1 单水听器的指向性测量
• 4.2 水池中带导流罩水听器的指向性测量
• 4.3 海试测量阵的导流罩指向性测量及阵形标校
• 4.3.1 阵元坐标测量
• 4.3.2 导流罩声场测量
• 4.4 本章小结
• 第5章 多途环境下的阵聚焦通过特性分析
• 5.1 聚焦波束形成的基本概念及原理
• 5.1.1 直角坐标系下的聚焦波束形成
• 5.1.2 聚焦峰尺度分析
• 5.2 多途条件下的聚焦波束形成
• 5.2.1 虚拟时间反转镜抗多途
• 5.2.3 虚阵抗多途
• 5.3 聚焦波束形成仿真结果
• 5.3.1 理想条件下,水平直线阵单亮点声图测量结果
• 5.3.2 多途条件下单亮点声图测量结果
• 5.3.3 虚阵抗多图测量结果
• 5.4 基于阵聚焦通过特性的仿真研究
• 5.4.1 阵元数对基于阵聚焦通过特性的影响
• 5.4.2 积分时间和滑动窗的选取
• 5.4.3 聚焦波束形成扫描的范围和测量网格的选取
• 5.4.4 不同航行轨迹对通过特性的影响
• 5.5 实测数据分析
• 5.5.1 小船
• 5.5.2 大船
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢