發(fā)布時(shí)間：2020-12-07 07:25

　　聲圖測(cè)量技術(shù)作為一種主要被動(dòng)定位技術(shù),是近代水聲科學(xué)技術(shù)發(fā)展的核心內(nèi)容之一。該技術(shù)使用被動(dòng)聲成像的方法,顯示出輻射噪聲源的空間分布圖,以獲得目標(biāo)噪聲源的相對(duì)位置。這對(duì)于指導(dǎo)艦艇等大型水下設(shè)備減振降噪,以及水下目標(biāo)探測(cè)都有極其重要的作用。由于實(shí)際的海洋環(huán)境具有多樣化,結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn),而常見的波束形成方法都是基于遠(yuǎn)場(chǎng)平面波假設(shè)的,實(shí)際應(yīng)用中存在許多情況是不能夠滿足遠(yuǎn)場(chǎng)條件的,因此需要采用適合近場(chǎng)的聲圖測(cè)量技術(shù)。本文研究了基于球面波的近場(chǎng)聚焦波束形成聲圖測(cè)量技術(shù),介紹了四種接收陣型并進(jìn)行了仿真,對(duì)各陣型的聲圖分辨力進(jìn)行了對(duì)比分析。四種陣型包括:水平陣、垂直陣、十字陣以及面陣。相同陣元數(shù)時(shí),面陣的聲圖分辨力最強(qiáng),聚焦效果最好。由于海洋信道十分復(fù)雜,存在的大量界面反射會(huì)影響聲圖測(cè)量的效果。為此需要對(duì)多途條件下的聲圖測(cè)量技術(shù)進(jìn)行研究,本文在水平線陣的基礎(chǔ)上討論了兩種抗多途的方法:虛擬時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡法以及虛擬陣元法。均達(dá)到了抑制多途假峰干擾的效果。此外,本文將垂直陣抗多途的特性,與面陣聚焦精度高的特點(diǎn)相結(jié)合,得到的垂直面陣兼具這兩種優(yōu)勢(shì)。此外用面陣進(jìn)行了三維空間上的聲圖測(cè)量,實(shí)現(xiàn)了對(duì)近場(chǎng)空間區(qū)域的掃描,... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

信道本征聲線圖

即使掃描點(diǎn)與聲源位置重合，時(shí)延和補(bǔ)償仍然不能完全同疊加，但是又會(huì)由于后兩項(xiàng)的影響，產(chǎn)生幾乎相位一致的疊加峰，這種情況是多途對(duì)聲圖的不利影響，需要盡量消除。為了使情況，本文用信道仿真軟件對(duì)真實(shí)信道進(jìn)行模擬。假設(shè)海深 20m機(jī)深度 18m，聲源和接收機(jī)相距 50m，假設(shè)聲速均勻，且為 1450頻率為 2kHz。聲線如圖 2.5 所示：圖 2.5 信道本征聲線圖響應(yīng)函數(shù)如圖 2.6 所示：

第 2 章 近場(chǎng)聚焦波束形成聲圖測(cè)量于海底布放，接近海底，以便方便固定陣元，水平陣總長(zhǎng)為 120m，陣元假設(shè)聲源目標(biāo)在等深度處航行，深度為 5m。的實(shí)驗(yàn)是針對(duì)近場(chǎng)情況下進(jìn)行研究，近距離范圍內(nèi)，水中聲線的傳播可以線傳播，忽略由于介質(zhì)不均勻等問(wèn)題產(chǎn)生的聲線彎曲的現(xiàn)象。水下不同深際情況中是不同的，但是為了降低研究復(fù)雜度，簡(jiǎn)化了研究條件，突出研假設(shè)聲速為 1450m/s。設(shè)目標(biāo)聲源信號(hào)為連續(xù)譜寬帶信號(hào)，頻率為 4-12k 15dB，積分時(shí)間為 0.1s，采樣頻率為 100kHz。圖 2.9 為理想信道條件下線陣單亮點(diǎn)聲圖測(cè)量的結(jié)果。掃描區(qū)域是深度為 5m 處的大小為 101m×目標(biāo)位置在( 20,30,5 )處。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于分段建模的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)分析方法[J]. 王國(guó)剛,李洪瑞.  指揮控制與仿真. 2018(03)
[2]一種水下高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的雙陣純方位TMA方法[J]. 吳旭.  數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2017(03)
[3]方位距離域最小二乘矩陣濾波器設(shè)計(jì)與分析[J]. 周敏,章新華,鄭文強(qiáng),李澍,徐偉東.  電聲技術(shù). 2014(05)
[4]應(yīng)用匹配場(chǎng)實(shí)現(xiàn)單矢量水聽器被動(dòng)定位[J]. 張宇,孫大軍,師俊杰,王琦.  傳感器與微系統(tǒng). 2014(04)
[5]水下目標(biāo)噪聲與背景噪聲的建模與仿真[J]. 魏輝,許愛強(qiáng),尹德強(qiáng).  國(guó)外電子測(cè)量技術(shù). 2011(12)
[6]水面艦船聲隱身性能影響作戰(zhàn)效能的因素初探[J]. 張林根,張大海,魏強(qiáng).  中國(guó)艦船研究. 2011(06)
[7]水聲被動(dòng)定位技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)[J]. 周俊山,孔大偉.  科技致富向?qū)? 2010(30)
[8]水中目標(biāo)被動(dòng)定位技術(shù)綜述[J]. 熊鑫,章新華,高成志,盧海杰,蘭英.  艦船科學(xué)技術(shù). 2010(07)
[9]船舶噪聲的分析及控制[J]. 柏玉鋒.  價(jià)值工程. 2010(12)
[10]近場(chǎng)聲聚焦波束形成與波束零陷研究[J]. 梅繼丹,王新勇,惠俊英,王逸林.  大連海事大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(03)

博士論文
[1]水聲聲圖測(cè)量技術(shù)研究[D]. 梅繼丹.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[2]矢量反轉(zhuǎn)鏡時(shí)空濾波技術(shù)及其在水聲中的應(yīng)用[D]. 生雪莉.哈爾濱工程大學(xué) 2005

碩士論文
[1]水下目標(biāo)噪聲源近場(chǎng)定位方法研究[D]. 劉佳.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[2]基于幅度加權(quán)二維面陣近場(chǎng)波束聚焦研究[D]. 羅長(zhǎng)清.西北大學(xué) 2011
[3]光纖水聽器陣列的被動(dòng)聚焦定位研究[D]. 周澤民.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[4]聚焦波束形成聲圖測(cè)量技術(shù)研究[D]. 胡丹.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[5]港口建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究[D]. 劉克寧.上海海事大學(xué) 2006
[6]聲納脈沖偵察與被動(dòng)測(cè)距研究[D]. 徐建清.哈爾濱工程大學(xué) 2006



本文編號(hào)：2902879