舰船辐射噪声声阵处理技术研究

发布时间：2017-09-23 04:39

  本文关键词：舰船辐射噪声声阵处理技术研究

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【摘要】：辐射噪声测量是舰船声隐身性能评价的一种有效方法。针对日益困难的舰船辐射噪声测试任务,本文以声阵作为测量手段,深入开展了辐射噪声声阵处理的相关理论与试验研究工作,重点解决远/近场条件下窄带线谱、宽频带连续谱噪声的声阵处理问题,主要内容包括:1、从舰船辐射噪声测量基本理论出发,简要分析了舰船主要噪声源及其频谱特征,并给出了单点水听器辐射噪声频带声压级、声压谱级和总声级的计算方法。2、基于通过特性定位原理,融合维纳滤波语音增强方法、中值滤波方法及傅里叶级数展开法,给出了一种低信噪比下实现舰船等效声中心定位的新方法。试验结果表明,该方法能够有效解决信噪比(SNR≥2d B)情况下的舰船等效声中心定位问题。3、建立了近场条件下辐射噪声窄带线谱的声阵处理方法,深入讨论了近场窄带波束形成器的优化设计方法,并针对近场相位补偿问题,提出了采用高精度FIR设计分数时延滤波器,从而有效地消除了由时延量化误差引起的波束畸变现象,提高了辐射噪声测量精度。理论仿真与海上航行试验结果表明,文中提出的方法可以有效抑制背景噪声,实现低信噪比条件下窄带线谱的无失真处理。4、建立了远/近场条件下嵌套阵宽带恒定束宽波束形成方法,对宽带波束形成器的性能进行了仿真分析,并参照单水听器舰船辐射噪声测试分析技术,制定了相应的声阵信息处理流程。理论仿真与码头静态试验结果表明,采用嵌套直线阵进行辐射噪声处理,可以有效抑制背景干扰,提高接收信噪比,并且与单水听器处理结果保持较好的一致性。
【关键词】：辐射噪声 等效声中心 近场/远场 线谱阵处理 连续谱阵处理
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U674.70;U661.44
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题的研究背景及意义10
• 1.2 舰船辐射噪声测量方法综述10-13
• 1.2.1 单水听器测量方法11
• 1.2.2 水听器基阵测量方法11-13
• 1.2.3 矢量水听器测量方法13
• 1.3 基阵信号处理相关技术研究现状13-15
• 1.3.1 宽带恒定束宽波束形成13-14
• 1.3.2 近场聚焦波束形成技术14-15
• 1.4 本文的主要工作15-17
• 第二章 舰船辐射噪声及其测量关键技术17-31
• 2.1 舰船辐射噪声的基本特征17-20
• 2.1.1 舰船辐射噪声源17-18
• 2.1.2 舰船辐射噪声频谱特征18-20
• 2.2 舰船辐射噪声测量20-23
• 2.2.1 辐射噪声测量理论基础20-21
• 2.2.2 辐射噪声宽带谱特性分析方法21-23
• 2.3 等效声中心定位23-30
• 2.3.1 维纳滤波去噪预处理25-26
• 2.3.2 中值滤波与傅里叶级数展开后处理26-28
• 2.3.3 试验结果与分析28-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 辐射噪声窄带线谱的声阵处理31-45
• 3.1 窄带波束形成31-35
• 3.1.1 数学模型的建立31-33
• 3.1.2 窄带波束形成器33-35
• 3.2 基阵测量近场补偿技术研究35-40
• 3.2.1 近场条件对基阵测量结果的影响35-36
• 3.2.2 基于分数时延滤波器的相位补偿方法36-39
• 3.2.3 设计实例39-40
• 3.3 基阵性能分析40-42
• 3.3.1 线阵倾斜的影响40-41
• 3.3.2 目标方位误差的影响41-42
• 3.4 窄带线谱声阵处理方法仿真42-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 宽频带辐射噪声的声阵处理45-60
• 4.1 恒定束宽波束形成技术45-46
• 4.2 嵌套直线阵恒定束宽波束形成46-56
• 4.2.1 嵌套阵列结构设计46-47
• 4.2.2 远场恒定束宽波束形成器设计47-50
• 4.2.3 近场恒定束宽波束形成器设计50-53
• 4.2.4 设计实例53-56
• 4.3 舰船辐射噪声的声阵处理方法56-59
• 4.3.1 声阵信息处理流程56-57
• 4.3.2 仿真研究57-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 声阵信息处理的试验验证60-67
• 5.1 静止目标的宽频带噪声获取60-63
• 5.1.1 试验描述60
• 5.1.2 处理结果及分析60-63
• 5.2 运动目标的窄带噪声获取63-66
• 5.2.1 试验描述63-64
• 5.2.2 试验数据分析64-66
• 5.3 本章小结66-67
• 第六章 全文总结与工作展望67-70
• 6.1 全文总结67-68
• 6.2 本文主要创新点68
• 6.3 进一步解决的问题68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士期间发表的学术论文75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 杨益新,孙超;一种改进的FIR数字滤波器自适应设计方法[J];西北工业大学学报;2002年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 唐建生;时域宽带波束形成方法及实验研究[D];西北工业大学;2004年

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本文编号：903261