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码头环境下基于组合阵的声源定位算法研究与实现
| 论文题名： | 码头环境下基于组合阵的声源定位算法研究与实现 |
| 关键词： | 水下潜航器;辐射噪声;声源定位;码头环境;组合阵 |
| 摘要： | 大型水下潜航器的隐蔽性是其作战能力和威慑力的重要基石，随着水下声学探测技术的发展，声隐身性能越来越成为潜航器隐蔽性的关键所在。针对大型水下潜航器的辐射噪声开展近场声源定位研究，是潜航器减振降噪的必要前期工作，是潜航器声隐身技术的关键一环。在大型水下潜航器辐射噪声的传统近场声源定位研究中，主要针对自由场中的平面声源，这不仅与实际声场测量环境不相符，而且潜航器的声源分布面近似圆柱面。因此，有必要考虑实际测量环境，开展码头环境下柱面分布声源的近场定位算法研究。 首先，本文对自由场中的代表性声源定位算法进行了理论研究，阐述了近场声源定位的基本概念和理论基础，通过仿真对比了不同算法的性能，分析了影响算法性能的关键因素。然后，由于与自由场相比，码头环境下的声场属于混响场，需要同时考虑直达声和边界反射声，因此本文针对实际声场测量环境，基于射线声学理论建立了码头环境下的声场数学模型和组合阵列柱面分布声源近场测量模型，推导了针对窄带声源定位算法的空间谱计算公式。通过仿真分析了虚源阶数对声源定位结果的影响，并验证了本文算法在各个频段的有效性，同时研究了不同信噪比下本文声源定位算法的性能表现。其次，针对宽带声源定位不能直接应用窄带声源定位算法的问题，本文对码头环境下柱面分布宽带声源定位展开了研究，分别基于子带分解和频率聚焦的思想推导了针对非相干和相干宽带声源的定位算法，通过仿真验证了算法的有效性，并分析了不同FFT 点数对定位结果的影响。最后，本文设计了算法实现平台，该平台嵌入了自由场中具有代表性的经典算法和本文推导的码头环境下基于组合阵的柱面分布声源定位算法，可以对自由场和码头环境中的声源进行定位。平台操作简单易行，提 高了本文算法的实用性。 |
| 作者： | 刘盈 |
| 专业： | 电子信息 |
| 导师： | 韩闯 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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