水声目标辐射噪声通过特性分析与研究

发布时间：2020-03-26 14:20

【摘要】：对舰船辐射噪声进行通过特性的分析,是舰船目标分类识别中的一个重要问题。本文着重研究由阵列测量辐射噪声获得目标的通过特性并从中提取和分析与目标性质以及航行状况有关的信息。运用多种方法分析了实测舰船辐射噪声,获得其时频特性、线谱分量通过特性以及多径信道的时变特性等。本文介绍了舰船目标通过特性的研究概况以及辐射噪声构成与典型频谱特性、声场传播规律、阵列波束形成原理等相关理论基础。针对试验中所使用的双密排圆柱阵进行了波束形成仿真,获得其对不同频率目标信号的空间波束图。对倒谱理论进行介绍,基于声场几何模型以及辐射噪声数学模型进行了辐射噪声通过特性仿真并进行了倒谱分析。经过验证,由仿真倒谱分析得出的多径时延与声场几何关系预期结果完全一致。基于辐射噪声测量海上试验,对不同种类舰船在不同航行轨迹与航速下的辐射噪声分别作时延波束形成以从阵列接收信号中还原目标信号。对于各次测量航程均从阵列输出信号获得了目标信号的时域通过特性以及目标的方位信息并对阵增益进行了计算。从波束形成结果验证了波束形成对还原目标信号以及增强空间指向性、提升信噪比的作用。运用窄带滤波获得辐射噪声在时频历程图中较明显的线谱分量通过特性,发现了其在正横位置附近的功率波动现象。针对反射相干叠加信号,结合仿真与理论推导分析了影响其幅度波动的因素,判断出实测信号的波动特征与多径相干无关。从实测辐射噪声的倒谱历程图中得出了多径时延变化以及目标船的激励源周期,获得了与理论预期相符的结果。
【图文】：

接收噪声为高斯白噪声，信噪比为 3dB。由于各阵元对目标信号的一致性以及对噪声的独立性，，波束幅度将在目标信号方向上达到最大。对各频率信号作波束形成仿真并分别得出其波束图，结果如图2-6。

rp p v t d h（3-1）图3-1 目标声场通过特性示意图目标信号到达测量点时的幅度与其传播声程成反比。若考虑目标信号传播过程中的多径效应，则各声线由于声程长度不同而在衰减与时延上各有不同且都在随目标位置而一同变化，此时的接收信号为目标信号分别经过各条声线对应的衰减与时延后的叠加。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB56

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本文编号：2601561