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《哈尔滨工程大学》 2010年 硕士论文
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浅海表面噪声矢量场时空相关特性研究

李婷  
【摘要】: 水听器阵的输出信噪比被证明依赖于噪声场的空间相关结构。振速场的空间相关特性对于分析矢量水听器阵的性能十分重要。本文比较了现有的表面噪声声压场相关特性分析模型,选取了其中两种典型模型进行介绍,它们分别是Kuperman提出的简正波模型和Harrison提出的射线模型,这两种模型适用于分析水平分层介质表面噪声矢量场相关特性。 为了验证使用这两种模型分析声矢量场的正确性和可行性,首先在半无限空间中引用这两种模型来分析表面噪声场空间相关特性。根据表达声压和质点振速关系的尤拉公式,给出矢量场的相应关系,应用射线模型给出矢量场相关系数的解析表达式,此结果与文献结果一致。简正波模型用格林函数来表达声压场,同样是使用尤拉公式,给出矢量场相应关系,得到的矢量场相关系数也与参考文献结果一致。这表明射线模型和简正波模型用来分析表面噪声矢量场的空间相关特性是可行的。随后,在理想信道中,引用这两种模型对表面噪声矢量场的空间结构进行了分析。 经过对上述两种模型的验证,随后给出了分层介质表面噪声矢量场的空间相关特性。为了证明给出结果的正确性,本文构建了硬底均匀介质,海面绝对软的理想信道模型,分别应用射线模型和简正波模型,给出矢量场空间相关特性的表达式。由于射线模型假设声波以平面波传播,在高频远场条件下两者数值仿真结果符合良好。从结果中可以看出海洋环境噪声的空间相关结构不仅依赖于噪声源的指向性,海洋环境参数对它也有很大影响。此结论对于底部参数的预报意义深远。


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