發(fā)布時間：2020-05-09 01:53

【摘要】：現(xiàn)代潛艇減振降噪靜音技術(shù)快速發(fā)展,使其高頻輻射噪聲級大大降低,基于低頻/甚低頻波段被動聲特征成為針對安靜型潛艇的有效探測手段,但其潛能尚未充分挖掘。水下目標(biāo)激發(fā)的低頻/甚低頻輻射噪聲耦合到海底以彈性波的形式沿海底界面向遠(yuǎn)處傳播形成海底地震波場,其極化、頻散等特征可用于探測和識別水下目標(biāo)。本文利用水聲和地震波聯(lián)合探測方法,為有效解決現(xiàn)有水中甚低頻聲源的被動探測問題提供有益探索。圍繞甚低頻海底界面波對水下目標(biāo)的被動探測問題,本文主要從以下四個方面開展研究:(1)首先對海底界面附近水聲場和地震波場進(jìn)行理論建模和數(shù)值計算,包括海底界面波Scholte波極化、頻散、傳播衰減等物理性質(zhì),尤其是在海底界面附近的極化特征差異性,為水下目標(biāo)探測和分類識別提供新的補(bǔ)充途徑;(2)在此基礎(chǔ)上,充分利用水中目標(biāo)的水聲場和Scholte波場信息對水下目標(biāo)進(jìn)行完整位置信息估計:利用極化濾波技術(shù)實現(xiàn)目標(biāo)分離,利用多分量波束形成技術(shù)進(jìn)行水下目標(biāo)DOA估計,利用水體直達(dá)聲波和海底界面Scholte波速度差異實現(xiàn)水下目標(biāo)距離估計;(3)利用COMSOL多物理場軟件的有限元計算典型海底聲波場仿真海底Scholte波物理特性以及DOA估計和距離估計等水下目標(biāo)探測方法,初步驗證該方法的性能及理論可行性;(4)為實驗驗證海底Scholte波理論模型、數(shù)值計算結(jié)果和多分量信號聯(lián)合處理方法,與國家地震局合作研制一套甚低頻水聲地波七分量記錄系統(tǒng)�；诘湫筒▽�(dǎo)海底甚低頻被動探測仿真,研究發(fā)現(xiàn):(l)水體直達(dá)波和海底Scholte波多途測距法對5km以內(nèi)目標(biāo)距離估計誤差不超過2%;(2)水聲地波七分量常規(guī)波束形成和MVDR波束形成方法水平方位角估計精度明顯優(yōu)于單矢量水聽器的四分量水平方位角估計方法,相同信噪比下估計誤差約小10倍;(3)運(yùn)用極化濾波方法預(yù)處理水體直達(dá)波和海底Scholte波時域混疊的信號,能夠略微增加水平方位角估計精度;(4)水聲地波聯(lián)合探測方法,能夠探測近海底目標(biāo)聲源的完整位置信息;(5)數(shù)值實驗初步驗證甚低頻水聲地波聯(lián)合探測方法對近海底目標(biāo)聲源探測的有效性,說明甚低頻水聲地波聯(lián)合探測系統(tǒng)具備一定的應(yīng)用前景。
【圖文】：

圖１．５海底地震波海試示意圖逡逑海底Ｓｃｈｏｌｔｅ界面波研究涉及海洋地質(zhì)環(huán)境分析

圖２．３有限水深波導(dǎo)Ｓｃｈｏｌｔｅ波速度與橫波速度之比隨頻率－深度積的關(guān)系逡逑１７逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U674.76

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2655400