聲圖測量技術(shù)作為一種主要被動定位技術(shù),是近代水聲科學(xué)技術(shù)發(fā)展的核心內(nèi)容之一。該技術(shù)使用被動聲成像的方法,顯示出輻射噪聲源的空間分布圖,以獲得目標噪聲源的相對位置。這對于指導(dǎo)艦艇等大型水下設(shè)備減振降噪,以及水下目標探測都有極其重要的作用。由于實際的海洋環(huán)境具有多樣化,結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點,而常見的波束形成方法都是基于遠場平面波假設(shè)的,實際應(yīng)用中存在許多情況是不能夠滿足遠場條件的,因此需要采用適合近場的聲圖測量技術(shù)。本文研究了基于球面波的近場聚焦波束形成聲圖測量技術(shù),介紹了四種接收陣型并進行了仿真,對各陣型的聲圖分辨力進行了對比分析。四種陣型包括:水平陣、垂直陣、十字陣以及面陣。相同陣元數(shù)時,面陣的聲圖分辨力最強,聚焦效果最好。由于海洋信道十分復(fù)雜,存在的大量界面反射會影響聲圖測量的效果。為此需要對多途條件下的聲圖測量技術(shù)進行研究,本文在水平線陣的基礎(chǔ)上討論了兩種抗多途的方法:虛擬時間反轉(zhuǎn)鏡法以及虛擬陣元法。均達到了抑制多途假峰干擾的效果。此外,本文將垂直陣抗多途的特性,與面陣聚焦精度高的特點相結(jié)合,得到的垂直面陣兼具這兩種優(yōu)勢。此外用面陣進行了三維空間上的聲圖測量,實現(xiàn)了對近場空間區(qū)域的掃描,... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

信道本征聲線圖

即使掃描點與聲源位置重合，時延和補償仍然不能完全同疊加，但是又會由于后兩項的影響，產(chǎn)生幾乎相位一致的疊加峰，這種情況是多途對聲圖的不利影響，需要盡量消除。為了使情況，本文用信道仿真軟件對真實信道進行模擬。假設(shè)海深 20m機深度 18m，聲源和接收機相距 50m，假設(shè)聲速均勻，且為 1450頻率為 2kHz。聲線如圖 2.5 所示：圖 2.5 信道本征聲線圖響應(yīng)函數(shù)如圖 2.6 所示：

第 2 章 近場聚焦波束形成聲圖測量于海底布放，接近海底，以便方便固定陣元，水平陣總長為 120m，陣元假設(shè)聲源目標在等深度處航行，深度為 5m。的實驗是針對近場情況下進行研究，近距離范圍內(nèi)，水中聲線的傳播可以線傳播，忽略由于介質(zhì)不均勻等問題產(chǎn)生的聲線彎曲的現(xiàn)象。水下不同深際情況中是不同的，但是為了降低研究復(fù)雜度，簡化了研究條件，突出研假設(shè)聲速為 1450m/s。設(shè)目標聲源信號為連續(xù)譜寬帶信號，頻率為 4-12k 15dB，積分時間為 0.1s，采樣頻率為 100kHz。圖 2.9 為理想信道條件下線陣單亮點聲圖測量的結(jié)果。掃描區(qū)域是深度為 5m 處的大小為 101m×目標位置在( 20,30,5 )處。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于分段建模的目標運動分析方法[J]. 王國剛,李洪瑞.  指揮控制與仿真. 2018(03)
[2]一種水下高速運動目標的雙陣純方位TMA方法[J]. 吳旭.  數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2017(03)
[3]方位距離域最小二乘矩陣濾波器設(shè)計與分析[J]. 周敏,章新華,鄭文強,李澍,徐偉東.  電聲技術(shù). 2014(05)
[4]應(yīng)用匹配場實現(xiàn)單矢量水聽器被動定位[J]. 張宇,孫大軍,師俊杰,王琦.  傳感器與微系統(tǒng). 2014(04)
[5]水下目標噪聲與背景噪聲的建模與仿真[J]. 魏輝,許愛強,尹德強.  國外電子測量技術(shù). 2011(12)
[6]水面艦船聲隱身性能影響作戰(zhàn)效能的因素初探[J]. 張林根,張大海,魏強.  中國艦船研究. 2011(06)
[7]水聲被動定位技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J]. 周俊山,孔大偉.  科技致富向?qū)? 2010(30)
[8]水中目標被動定位技術(shù)綜述[J]. 熊鑫,章新華,高成志,盧海杰,蘭英.  艦船科學(xué)技術(shù). 2010(07)
[9]船舶噪聲的分析及控制[J]. 柏玉鋒.  價值工程. 2010(12)
[10]近場聲聚焦波束形成與波束零陷研究[J]. 梅繼丹,王新勇,惠俊英,王逸林.  大連海事大學(xué)學(xué)報. 2009(03)

博士論文
[1]水聲聲圖測量技術(shù)研究[D]. 梅繼丹.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[2]矢量反轉(zhuǎn)鏡時空濾波技術(shù)及其在水聲中的應(yīng)用[D]. 生雪莉.哈爾濱工程大學(xué) 2005

碩士論文
[1]水下目標噪聲源近場定位方法研究[D]. 劉佳.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[2]基于幅度加權(quán)二維面陣近場波束聚焦研究[D]. 羅長清.西北大學(xué) 2011
[3]光纖水聽器陣列的被動聚焦定位研究[D]. 周澤民.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[4]聚焦波束形成聲圖測量技術(shù)研究[D]. 胡丹.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[5]港口建設(shè)項目環(huán)境影響評價研究[D]. 劉克寧.上海海事大學(xué) 2006
[6]聲納脈沖偵察與被動測距研究[D]. 徐建清.哈爾濱工程大學(xué) 2006



本文編號：2902879