矢量舷侧阵信号检测和目标方位估计研究

发布时间：2020-05-31 20:27

【摘要】：矢量水听器的出现,突破了传统声呐设备长期依靠标量水声传感器的限制。矢量水听器可以空间共点同步拾取声场一点处的声压和振速矢量,利用获得的声压和质点振速,单矢量水听器即可完成对声源的无模糊定向,等价于四元声压系统的检测性能。但目前大多数假设和应用都是基于自由场条件下,当矢量水听器位于水面船舶和水下潜艇等载体时,由于载体障板声学散射的影响,导致障板条件下声场发生畸变。本文针对矢量舷侧阵声呐,研究矩形空气腔平面障板条件下的信号检测和目标方位估计方法。本文以实际工程中使用的矩形空气腔声障板作为研究对象,将矩形空气腔障板建模为弹性层系统,通过传递矩阵法得到复反射系数,将障板条件下的散射声场表示为反射系数刻画的简洁模型。基于该障板条件下的信号模型,研究障板条件下的单矢量水听器和矢量线阵的信号检测和目标方位估计方法;对于障板条件下的矢量舷侧阵模型,结合阵处理技术进行信号检测;对所构造的障板条件下矢量线阵接收信号模型进行经典目标方位估计算法实现,并通过实验数据处理验证本文所介绍方法的有效性和正确性。
【图文】：

表示输运声强的强弱，，也表示声波的强弱。波，声强为：20200021221cVcPI PV 压和振速的幅值， c为声阻抗。器目标检测与方位估计法学基本原理可知，声压与振速的乘积为声能流，介量水听器接收到的瞬时声能流，进行时间积分平均时间和面积内垂直通过的能流密度，也称声强。平一种简单有效的矢量水听器信号处理方法，其输“能量流”)。平均声强器基本原理框图如下图 2.1

图 2.2 概率密度曲线线部分代表含噪声信号通过平均声强器的输出大于门限测概率dP ；上图阴影部分为环境噪声通过平均声强器的环境噪声超过门限 A事件集合，集合中事件出现的概率率dP 和虚警概率fP 对置信限进行描述。程可以被视为随机过程用x，对于平均声强器x即平均率fP 可以用下式表示： AdPFxdx1( 1H 假定) AfPFxdx0( 0H 假定) 仅有干扰，1[ H ]表示干扰加目标信号； A为门限值；密度函数；1F ( x )为1[ H ]假定条件下x的概率密度函数。由场条件下窄带信号平均声强检测入射声波为单频信号，频率 f 为 1000Hz，水下声速c=
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB565.1

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本文编号：2690413