【摘要】：矢量水聽器的成功研制打破了傳統(tǒng)聲壓水聽器單一接收標量聲壓信息的限制,它可以同步獲取聲場內(nèi)同一點的聲壓和振速分量信息。這一優(yōu)點使得這項技術(shù)已經(jīng)在海上浮標聲納、拖曳線列陣等水聲設備中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。目前矢量水聽器在自由聲場的條件下的研究日趨成熟,而在障板條件下的矢量陣的研究還存在一定的提升空間。所以本文研究了基于矩形障板的舷側(cè)陣被動目標測向方法。本文分別針對聲壓陣、矢量陣建立了模型,研究了常規(guī)波束形成算法、最小方差無失真響應算法、多重信號分類算法三種波束形成算法。分析了它們之間的優(yōu)勢、不足以及適用范圍等特點。矢量陣列信號處理技術(shù)將矢量水聽器的抗噪能力和陣列系統(tǒng)的空間分辨能力結(jié)合起來,可以進一步提高聲納系統(tǒng)的性能。計算機仿真結(jié)果表明矢量水聽器基陣比聲壓水聽器基陣的增益更高,而且矢量陣可以在一定程度上減小聲納基陣的體積大小同時解決“左右舷模糊”的問題。本文針對反聲障板特性進行了研究。設計了一種聲學回向反射障板模型并模擬了矩形空氣腔障板模型,進行計算機仿真分析其反聲特性。反聲障板可以有效地減小噪聲對水聽器的干擾,并且在一定程度上加強信號,從而使水聽器性能的發(fā)揮得以優(yōu)化。本文研究了矩形空氣腔障板條件下的波束形成算法,分析了障板給矢量陣目標測向帶來的增益,障板條件下的波束形成算法的頻率適用性、信號在不同入射角情況下測向精度的差別。最后對障板條件下矢量陣應用外場湖試試驗數(shù)據(jù)進行了處理,驗證了障板條件下矢量陣波束形成算法對目標測向的正確性和有效性。
【圖文】：

玻璃微珠回向反射模型

2.1中光線以圓心角θ入射到微珠內(nèi)，經(jīng)過反射層的反射后再折射到玻璃微玻璃相對空氣的相對折射率為n，由幾何光學斯涅耳定律(112n sinθ =n sinsin θ=n sinrθ+ β=4rδ +β=θδ (θ )= 2θ 4arcsins(inθn)式(2-2)可得到出射、入射光線之間夾角δ(θ)。當n=2時，δ(θ)=0，此時光線反射回去，達到最好效果[18]。比于光學回向反射基本原理，聲波的相對折射率12n = vv，1v 、2v 分別為1 介質(zhì) 2 中傳播速度，介質(zhì) 1 即為水，水中聲速約為 1500m/s。聲學回向反射料選用填充空氣的空心鋼板，聲音幾乎可以全部反射[19]。由于聲波波速遠速度，所以聲學回向反射障板中的反聲材料的尺寸要遠大于玻璃微珠尺寸可以提出懸掛式和嵌入式兩種不同形式的聲學回向反射障板。 懸掛式聲學回向反射障板
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U666.7

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 梁國龍;龐福濱;張光普;;障板條件下矢量傳感器高精度測向研究[J];哈爾濱工程大學學報;2013年12期

2 萬浩川;李以農(nóng);鄭玲;;改進的結(jié)構(gòu)振動傳遞矩陣法[J];振動與沖擊;2013年09期

3 郝浩琦;;影響反聲障板增益的因素[J];應用聲學;2011年03期

4 曹宇;楊士莪;;變?nèi)肷浣嵌群皖l率時的聲障板的優(yōu)化設計方法[J];振動工程學報;2010年01期

5 郭躍;王宏遠;周陬;;陣元間距對MUSIC算法的影響[J];電子學報;2007年09期

6 趙輝;王昌明;焦君圣;何云峰;;基于舷側(cè)陣的MVDR波束形成算法研究[J];船舶工程;2006年06期

7 王千喜;李潺;蔡惠智;何國建;;一種矢量水聽器基陣模擬器的設計[J];應用聲學;2006年03期

8 湯渭霖,范軍;水中彈性結(jié)構(gòu)聲散射和聲輻射機理——結(jié)構(gòu)和水的聲-振耦合作用[J];聲學學報;2004年05期

9 陳炎明,何玉明;影響玻璃微珠回向反射性能的主要因素分析[J];光子學報;2004年05期

10 張攬月,楊德森;基于MUSIC算法的矢量水聽器陣源方位估計[J];哈爾濱工程大學學報;2004年01期

相關(guān)會議論文 前1條

1 惠俊英;蔡平;生雪莉;梁國龍;;聲矢量陣指向性[A];2001年全國水聲學學術(shù)會議論文集[C];2001年

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 朱中銳;障板條件下矢量水聽器應用研究[D];哈爾濱工程大學;2013年

相關(guān)碩士學位論文 前5條

1 韓晶;基于矢量傳感器陣列的定位方法研究[D];中北大學;2017年

2 李想;環(huán)氧樹脂/空心玻璃微珠復合泡沫材料的制備研究[D];機械科學研究總院;2016年

3 王功兵;基于時頻分析的水下目標聲散射特征研究[D];哈爾濱工程大學;2016年

4 張巍;有障板時矢量聲場特性與矢量信號處理技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

5 閆雷;基于矢量水聽器陣的處理技術(shù)研究及DSP實現(xiàn)[D];西北工業(yè)大學;2006年

，

本文編號：2628650