發(fā)布時間：2017-09-13 19:43

  本文關(guān)鍵詞：聲吶自噪聲仿真方法及其計算機實現(xiàn)

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【摘要】：聲吶是艦船上重要的電子設(shè)備,它通過處理接收到的目標(biāo)聲信號來實現(xiàn)對目標(biāo)的探測、定位和識別等。然而聲吶會受到其所在環(huán)境的各種噪聲源的干擾,聲吶平臺的機械噪聲、螺旋槳噪聲、聲吶部位流噪聲等噪聲源都會對聲吶陣列信號處理產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響聲吶的探測距離,也可能會影響聲吶對目標(biāo)的定位和特征的識別。本文對聲吶自噪聲主要來源進(jìn)行了研究。分析了自噪聲對線列陣和圓柱陣波束形成性能的影響。一方面,將自噪聲建模為由相關(guān)部分和非相關(guān)部分組成的聲吶背景噪聲,通過仿真討論了自噪聲的相關(guān)部分和非相關(guān)部分對聲吶波束形成的影響；另一方面,通過改變自噪聲的頻段分布,分析了對線列陣和圓柱陣波束形成的影響,并與海洋環(huán)境噪聲對陣列信號處理的影響進(jìn)行了對比。由于聲吶自噪聲與艦船輻射噪聲具有相似的噪聲源,利用水下目標(biāo)輻射噪聲模型對自噪聲信號進(jìn)行了建模。采用Bartlett功率譜估計方法、隨機過程建模和線譜提取等手段,實現(xiàn)了基于統(tǒng)計分析的聲吶自噪聲信號仿真,能夠獲得和原信號功率譜性質(zhì)相似的任意時長信號。自噪聲的功率譜由平滑連續(xù)譜疊加線譜構(gòu)成,其中平滑連續(xù)譜分量通過AR模型來仿真,噪聲線譜分量則是通過時域疊加單頻信號的方法生成。并就該方法中的頻域分辨率和線譜提取兩個問題進(jìn)行了討論。對于聲吶部位流噪聲,本文只考慮湍流邊界層(TBL)壓力起伏引起的流噪聲,分別采用了Corcos模型和Carpenter模型來對TBL壓力起伏的波束-頻率譜進(jìn)行建模,用Lindermann O A推導(dǎo)的傳遞函數(shù)來近似護套或者聲吶罩的傳遞函數(shù),并用數(shù)值積分的方法求得流噪聲的功率譜,然后利用得到的功率譜來仿真流噪聲的時域信號。最后,把近場艦船簡化若干點源,并考慮海底、海面對它們的一次反射作用、流噪聲的影響,以及聲吶陣元間的信號時延和相關(guān)性,分別對平臺內(nèi)圓柱陣聲吶自噪聲和平臺外拖曳線列陣聲吶自噪聲進(jìn)行了陣元級信號仿真。
【關(guān)鍵詞】：聲吶 聲吶自噪聲 艦船輻射噪聲 海洋環(huán)境噪聲 流噪聲
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U666.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 論文研究內(nèi)容11-13
• 第二章 聲吶平臺主要自噪聲源特性分析13-21
• 2.1 概述13
• 2.2 艦船機械噪聲特性13-14
• 2.3 螺旋槳空化噪聲特性14-15
• 2.4 聲吶流噪聲特性15-17
• 2.4.1 平臺外聲吶部位流噪聲特性15-16
• 2.4.2 平臺內(nèi)聲吶部位流噪聲特性16-17
• 2.5 海洋環(huán)境噪聲特性17-19
• 2.6 本章小結(jié)19-21
• 第三章 自噪聲對聲吶陣工作的影響仿真21-39
• 3.1 概述21
• 3.2 時延相加波束形成21-23
• 3.3 均勻線列陣波束形成性能23-27
• 3.4 圓柱陣波束形成性能27-30
• 3.5 噪聲的相關(guān)性對聲吶波束形成的影響30-33
• 3.6 噪聲的頻段對聲吶波束形成的影響33-36
• 3.7 干擾源在不同位置時對聲吶波束形成的影響36-37
• 3.8 本章小結(jié)37-39
• 第四章 基于統(tǒng)計分析的自噪聲建模39-51
• 4.1 概述39
• 4.2 統(tǒng)計分析方法的自噪聲模型39-40
• 4.3 周期圖平均的Bartlett功率譜估計方法40-42
• 4.4 隨機過程建模和Levinson-Durbin遞歸42-45
• 4.5 實測信號直接循環(huán)回放的影響及產(chǎn)生原因45-46
• 4.6 統(tǒng)計分析模型的參數(shù)估計及艦船自噪聲仿真46-49
• 4.7 本章小結(jié)49-51
• 第五章 聲吶部位自噪聲仿真方法及其計算機實現(xiàn)51-71
• 5.1 概述51
• 5.2 聲吶自噪聲仿真方法51-52
• 5.3 聲吶部位流噪聲仿真52-58
• 5.3.1 平臺外聲吶護套流噪聲仿真52-56
• 5.3.2 平臺內(nèi)聲吶導(dǎo)流罩流噪聲仿真56-58
• 5.4 螺旋槳噪聲仿真58-60
• 5.5 主機噪聲和輔機噪聲仿真60-62
• 5.6 海洋環(huán)境噪聲仿真62-64
• 5.7 平臺外聲吶自噪聲陣元信號仿真64-68
• 5.8 平臺內(nèi)聲吶自噪聲陣元信號仿真68-70
• 5.9 本章小結(jié)70-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 全文總結(jié)71
• 6.2 工作展望71-73
• 致謝73-75
• 參考文獻(xiàn)75-78

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10 陳庚,朱W，

本文編號：845544