水下目標噪聲源近場定位方法研究.pdf

1、潛艇、魚雷等水下目標的輻射噪聲是被動聲納賴以探測、跟蹤的信號，降低水下目標的輻射噪聲是提高其聲隱身性能及作戰(zhàn)能力最重要的手段。積極開展噪聲源定位識別技術研究，獲得潛艇等水下目標各主要噪聲源的位置分布和相對貢獻大小，就可以有針對性地指導潛艇的聲學設計和減振降噪措施的正確實施，是提高水下目標隱身性最有效最直接的手段。
　　 本文首先給出了水平陣近場聚焦模型，以常規(guī)波束形成為基礎，闡述了近場聚焦的基本原理。推導了水平線列陣聚焦空間分辨

2、率的計算公式，分析了聚焦空間分辨率隨基陣孔徑、聲源頻率及測量距離的變化關系。
　　 本文研究了水下目標輻射噪聲源中線譜的近場高分辨定位方法。以水平陣測量模型為例，給出了近場窄帶信號的數(shù)學模型，研究了MVDR、基于歸一化幅度補償?shù)腗VDR聚焦波束形成法、信號相位匹配原理高分辨近場定位方法。其中將信號相位匹配原理應用于噪聲源近場定位中是近年來新興的課題，本文推導了兩種基于信號相位匹配原理的近場高分辨算法，分析了幾種算法的空間譜特性和

3、聚焦分辨率。通過仿真結果說明了本文研究的三種高分辨算法優(yōu)于常規(guī)聚焦波束形成法，能夠實現(xiàn)噪聲源的近場高分辨定位。其中ac-MVDR聚焦波束形成法具有最優(yōu)性能，是唯一能夠得到聲源空間位置分布和相對強度大小的算法。針對單條聲壓線列陣無法解決左右舷模糊問題，且對端射方向入射聲源定位時存在空間分辨率極低、算法失效的問題，提出了用十字陣近場測量模型進行噪聲源定位。給出了十字陣的定位原理和定位結果，與水平陣定位效果進行對比分析。
　　 本文研

4、究了水下目標輻射噪聲源中寬帶連續(xù)譜的近場高分辨定位方法。研究了基于子帶分解的非相干寬帶近場聚焦波束形成法、基于信號相位匹配原理的非相干寬帶信號高分辨定位法和基于聚焦變換的相干寬帶信號近場聚焦波束形成法。通過理論仿真，詳細分析了幾種算法的空間譜特性、聚焦分辨率及在識別聲源強度相對大小方面的有效性。
　　 本文最后開展了水下目標噪聲源近場定位方法的消聲水池試驗研究，驗證了本文研究的水下目標噪聲源近場定位方法的有效性及優(yōu)勢。試驗所得結