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基于圆柱阵的舰船辐射噪声测量方法研究
| 论文题名： | 基于圆柱阵的舰船辐射噪声测量方法研究 |
| 关键词： | 舰船辐射噪声;信号测量;圆柱阵;波束形成算法 |
| 摘要： | 对于舰船辐射噪声的精确测量与分析，不仅是进行水下目标有效辨识的必要条件，也是提高舰船减振降噪技术的重要保障。随着船舶降噪技术的发展，传统单水听器方式越来越无法满足对弱噪声目标的高精度测量要求，利用立体阵列进行水声信号测量将突显出实用价值。本文基于前人研究成果，专注探索了圆柱阵测量水下目标辐射噪声的方法。包括多种波束形成算法的性能研究和仿真、单水听器与阵列测量性能的比较以及利用实测湖试数据进行的结论验证工作等。 本文首先概述了水下测噪技术的国内外发展状况，重点研究了圆柱阵在宽带时延波束形成和MVDR波束形成算法下的性能以及将它们运用于目标辐射噪声测量所能取得的效果。依据仿真结果可知，测噪系统在中高频信号下能表现出更为显著的阵列增益优势，且其波束宽度与干扰信号抑制能力等指标均较为稳定。关于对角加载技术运用于MVDR波束形成算法，本文主要研究了其加载量适用值的求解。在声源强度估计方面，根据波束输出信号求解出的目标声源级起伏程度明显小于单阵元计算结果，且随着信号频率的升高阵列处理所带来的优越性越明显，但这种优势存远距离测噪时将被弱化，因此本文所述圆柱阵更适合近距离舰船辐射噪声测量。此外，本文还提出了一种利用时间标记辅助水下测距的硬件设计思路，并在外场试验条件下达到了良好的运作效果。通过性能测试，水下守时模块能稳定输出小于1us误差的时间戳数据，这在水下信号收发距离和目标声源级的精确测定中起到了关键作用。为了验证测量方法的正确性，进行了湖试，并详细处理和分析了实验信号数据。其中，利用多线谱信号各分量分析出的声源级与距离的关系能与仿真所得结论较好符合，这检验了阵列信号处理方法的正确性与可行性。 |
| 作者： | 刘旭 |
| 专业： | 信息与通信工程；信号与信息处理 |
| 导师： | 陈励军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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