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《哈尔滨工程大学》 2010年
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水下噪声源定位识别方法与软件研究

姜智超  
【摘要】: 声纳是潜艇身上一种最重要的电子设备,它可以利用水下声波进行通信、制导、导航、武器的射击指挥和对抗,以及利用声波对水下目标进行探测、跟踪、定位和识别等。而无论是主动声纳,还是被动声纳,波束形成系统都是其核心部件,是声纳具有良好技战术性能的基础。 近年来,潜艇的辐射噪声水平不断的降低,传统的远场测量及分析手段已经不能获取潜艇的有效信息。另外,随着信号分析频段的降低及基阵尺度的增加,噪声源有可能位于基阵的近场区域。矢量传感器阵列受益于单矢量传感器无模糊定向能力而可以消除常规线列阵的单次定向中左右舷模糊问题及由于抗白噪声能力而获得低旁瓣波束,切实改善目标定位精度。因此,研究近场测试条件下的矢量阵波束形成方法具有重要意义。 本文以近场基阵理论为基础,分析矢量阵在近场噪声源定位识别中的应用条件。对矢量阵常规聚焦波束形成的基本原理进行分析,通过计算指出矢量阵近场波束图可以等效于远场指向性图,并分析各种参数对空间分辨率的影响。本文重点研究了基于矢量阵的常规波束形成方法。理论及仿真分析证明,该方法可以有效确定噪声源位置,具有较好的聚焦分辨率,并分析了不同参数对聚焦分辨率的影响。 本文另一个重要的工作内容是根据项目要求,采用Visual C++6.0与IDL7.0联合开发机械系统噪声源定位识别系统软件。该软件集系统数据管理、校准、数据预处理、噪声源定位与识别、绘图等功能于一体。经过比对,此软件计算结果与MATLAB结果完全一致,并且具有运算速度快的特点。其操作界面简单直观,实现了声全息等定位识别算法的嵌入,可根据不同工况修改相应的参数以满足实际工况需求,具有很强的实用性。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB566

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郝伟杰;波导环境下水中目标矢量声场特性研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林志斌,徐柏龄;基于传声器阵列的声源定位[J];电声技术;2004年05期
2 王冬霞;殷福亮;;基于近场波束形成的麦克风阵列语音增强方法[J];电子与信息学报;2007年01期
3 孙贵青,杨德森,张林,何元安,张揽月,洪连进;矢量水听器在水下目标低频辐射噪声测量中的应用[J];哈尔滨工程大学学报;2001年05期
4 张揽月,杨德森;矢量水听器扩展孔径线阵方位估计技术[J];哈尔滨工程大学学报;2004年06期
5 何心怡,蒋兴舟,李启虎;矢量水听器线列阵的被动合成孔径技术[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2003年06期
6 许峰;连小珉;杨殿阁;罗禹贡;郑四发;李克强;;用于汽车运动噪声源识别的随机阵列生成法[J];汽车工程;2006年03期
7 毛晓群,罗禹贡,郑四发,李克强,连小珉;使用阵列技术识别高速行驶轿车的辐射声源[J];汽车技术;2003年09期
8 郭祺丽;孙超;杨益新;;宽带波束形成中近场补偿的实验研究[J];西北工业大学学报;2007年05期
9 惠俊英,李春旭,梁国龙,刘宏;声压和振速联合信号处理抗相干干扰[J];声学学报;2000年05期
10 乔渭阳,Ulf Michel;二维传声器阵列测量技术及其对飞机进场着陆过程噪声的实验研究[J];声学学报;2001年02期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 陈晓东;近场平面声全息的测量和重构误差研究[D];合肥工业大学;2004年
2 吕钱浩;矢量传感器阵列技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
3 毕传兴;基于分布源边界点法的近场声全息理论与实验研究[D];合肥工业大学;2004年
4 林静然;基于麦克风阵列的语音增强算法研究[D];电子科技大学;2007年
5 时胜国;矢量水听器及其在平台上的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 杨蕾;时延、相移波束形成技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
2 赵芳芳;波束形成方法在噪声源识别应用中的仿真和实验研究[D];上海交通大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈尚;薛晨阳;张斌珍;谢斌;;一种新型的MEMS单矢量水听器研究[J];兵工学报;2008年06期
2 吴艳群;胡永明;;Pekeris波导中矢量水听器定向性能分析[J];兵工学报;2009年11期
3 梅继丹;王珺琳;惠俊英;;垂直矢量阵声图被动定位技术研究[J];兵工学报;2010年03期
4 周伟;惠俊英;;基于声矢量自适应干扰抵消的逆波束形成[J];兵工学报;2010年09期
5 王大中;李晓妮;;基于麦克风阵列的语音信号实时时延估计[J];吉林大学学报(信息科学版);2009年02期
6 全太锋;牟颖;何小海;朱林;;一种基于自适应麦克风阵的智能天线实验平台[J];成都信息工程学院学报;2006年03期
7 冀常鹏;高茉;;嘈杂环境下语音信号端点检测方法研究[J];成都信息工程学院学报;2011年03期
8 邵光辉;牛悦娇;马佳男;;基于K-空间积分格林函数的近场声全息技术[J];赤峰学院学报(自然科学版);2012年09期
9 乔慧;刘俊;张斌珍;张文栋;熊继军;薛晨阳;;一种新型压阻式硅微仿生矢量水听器的设计[J];传感技术学报;2008年02期
10 吴晓;靳世久;李一博;张鹏;;基于麦克风阵列声音信号定位方法的研究[J];传感技术学报;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘月婵;孙超;何元安;;旋转式阵列声源定位技术研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
2 张浩驰;宋文萍;;飞机机体噪声分析与降噪方法研究概述[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
3 杨德森;陈欢;时胜国;姜智超;;基于MVDR算法的声矢量阵噪声源近场定位方法研究[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
4 马莉;;基于矢量水听器的目标定向技术研究[A];湖北省声学学会成立二十周年纪念文集[C];2006年
5 陈露明;林静然;彭启琮;;基于TMS320C6713通用语音阵列处理硬件平台[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年
6 姚直象;惠俊英;王德俊;蔡平;;单矢量水听器时域和频域双目标分辨能力比较[A];2004年全国水声学学术会议论文集[C];2004年
7 高源;杜选民;;单个矢量水听器空间处理增益分析[A];2004年全国水声学学术会议论文集[C];2004年
8 熊水东;罗洪;胡永明;倪明;孟洲;;三维光纤矢量水听器实验研究[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
9 林志斌;徐柏龄;;基于声传播算子的声源定位实验模拟方法研究[A];2006年声频工程学术交流会论文集[C];2006年
10 李凌志;冯涛;尹铫;刘克;;近场声全息中三种复声压测量方法的比较[A];全国环境声学学术讨论会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈阳;水声阵列信号处理理论及实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 吕文磊;压差式光纤矢量水听器基元与测试技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 梅继丹;水声声图测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 胡鹏涛;浅海中声能量分布的不均匀性对潜艇辐射噪声测量的影响研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 吕云飞;甚低频矢量水听器潜标探测系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 张海刚;浅海甚低频声传播建模与规律研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 郭磊;车用动力总成结构振动噪声的虚拟预测与分析技术研究[D];浙江大学;2009年
8 李鸿斌;面向目标跟踪的移动无线传感器协作算法研究[D];浙江大学;2010年
9 刘松;基于相位共轭方法进行声源识别和定位[D];大连理工大学;2011年
10 吴晓;基于声传感器阵列的油气管道内检测器地面标记跟踪技术研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 归宏猛;矢量水听器(阵)及其在低频声源校准中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 靳晓强;基于麦克风阵列的移动机器人语音定向技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 何旭东;水声材料反射系数自由场宽带测试技术[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 管宇;一种低频三维MEMS矢量水听器的研制[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李海霞;有限障板对矢量水听器测向的影响[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 何勤;有限障板下矢量水听器性能的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 刘月婵;TRM声聚焦波束形成的噪声源定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王振山;基于统计最优近场声全息水下运动噪声源定位识别[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 卢亮;三维成像声纳成像算法仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 马佳男;格林函数在平面近场声全息技术中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙贵青,杨德森,张林,何元安,张揽月,洪连进;矢量水听器在水下目标低频辐射噪声测量中的应用[J];哈尔滨工程大学学报;2001年05期
2 周士弘;分层介质波导中的声矢量场传播[J];哈尔滨工程大学学报;2004年01期
3 时胜国,杨德森;振速水听器的声场特性分析[J];哈尔滨工程大学学报;2004年02期
4 王德俊,惠俊英,杨春,蔡平;Pekeris波导中近程声场数值算法[J];哈尔滨工程大学学报;2005年03期
5 胡鹏涛;杨德森;时胜国;陈志刚;;浅海运动目标辐射声测量距离内声聚焦特性研究[J];哈尔滨工程大学学报;2008年10期
6 马树青;任群言;朴胜春;杨士莪;;声矢量场的抛物方程计算方法[J];哈尔滨工程大学学报;2009年07期
7 周庆余;由实测的本艇噪声推算辐射噪声[J];声学与电子工程;1995年02期
8 杨娟;惠俊英;王德俊;李姝;江磊;;低频矢量声场建模及其应用研究[J];声学技术;2006年01期
9 杜金燕;孙超;;典型浅海声场环境中的简正波估计[J];声学技术;2009年06期
10 张歆,张小蓟,李斌;基于Kraken简正波模型的浅海声场分析[J];西北工业大学学报;2000年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 胡鹏涛;浅海中声能量分布的不均匀性对潜艇辐射噪声测量的影响研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 岳剑平;水下动目标被动跟踪研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
3 孙国仓;浅海矢量声场及其信号处理[D];哈尔滨工程大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 孟洪;矢量水听器及联合信号处理研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
2 高守勇;潜艇辐射噪声测量研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
3 田玲爱;数字波导网络算法在矢量声场中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
4 张景卓;基于简正波理论的声场计算应用研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
5 李庆来;基于射线理论的浅海声场数值预报研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
6 宋淑娟;平行平面层波导中目标的回波特性研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 杨晶;不规则海域声矢量场建模研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李洪升,赵俊渭,陈华伟,王峰,郭业才;基于多普勒信息的盲波束形成方法在声呐信号处理中的应用研究[J];兵工学报;2003年04期
2 戴延中,李志舜;时频分析在宽带信号检测中的应用研究[J];船舶工程;2001年04期
3 刘东红,杨立明;对消除入射信号偏差的鲁棒性波束成形方法的改进[J];传感技术学报;2004年04期
4 贾志富;采用双迭片压电敏感元件的声压梯度水听器[J];传感器技术;1997年01期
5 陈洪娟,洪连进;基于压电加速度计的同振型矢量水听器的设计[J];传感器技术;2003年03期
6 吕泽均;基于累积量的盲自适应波束形成技术[J];电讯技术;2001年04期
7 汪晋宽,宋昕,王晗;鲁棒RLS波束形成算法[J];东北大学学报;2005年01期
8 孙绪宝,钟顺时;基于神经网络的盲波束形成[J];电波科学学报;2004年02期
9 江南,黄建国,冯西安,李姗;基于矢量传感器阵列空间谱DOA估计[J];大连理工大学学报;2003年04期
10 方世良,魏占海,徐步安,毛卫宁;声矢量传感器目标方位估计[J];东南大学学报(自然科学版);2002年05期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 杨德森;战国辰;刘星;;低噪声水下目标辐射噪声测量的新方法研究[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年
2 生雪莉;郭龙祥;梁国龙;;球形软障板矢量传感器指向性研究[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年
3 林静然;彭启琮;邵怀宗;居太亮;;基于自适应对角加载的鲁棒波束形成算法[A];无线传感器网及网络信息处理技术——2006年通信理论与信号处理年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王德俊;矢量声场与矢量信号处理理论研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
2 赵羽;矢量阵阵处理研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
3 陈华伟;低空目标声测无源定向理论与算法研究[D];西北工业大学;2004年
4 陈丽洁;微型矢量水听器研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 杨蕾;时延、相移波束形成技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
2 王志慧;稳健的阵列信号处理算法研究[D];西安电子科技大学;2005年
3 何治军;航空声纳波束形成算法及DSP实现研究[D];西北工业大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 时洁;杨德森;;基于矢量阵宽带MVDR聚焦波束形成的水下噪声源定位方法[J];信号处理;2010年05期
2 陈梦英;商德江;李琪;刘永伟;;运动声源的边界元声全息识别方法研究[J];声学学报;2011年05期
3 周正华,周雍年,赵刚;强震近场加速度峰值比和反应谱统计分析[J];地震工程与工程振动;2002年03期
4 廖振鹏,周正华,张艳红;波动数值模拟中透射边界的稳定实现[J];地球物理学报;2002年04期
5 范军,李建鲁,刘涛,汤渭霖;水下复杂形状目标回声的过渡特性[J];上海交通大学学报;2002年02期
6 魏劲松,张约品,阮昊,干福熹;近场光存储及其研究进展[J];物理学进展;2002年02期
7 鲁拥华,明海,蔡定平,林威志;近场高密度光存储[J];物理;2002年05期
8 夏应清,杨河林,徐鹏根,刘武;复杂目标近场散射特性的预估计算[J];华中师范大学学报(自然科学版);2003年04期
9 蒋培军,范晓东,钱坤,徐端颐,齐国生;母盘刻录技术新进展[J];光学技术;2005年06期
10 张春玲;景峰;胡东霞;杨小丽;郑罡;;小尺度振幅调制点密度对激光传输的影响[J];光学与光电技术;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 程广福;张国锋;张家为;李国娟;;基于矢量传感器的噪声源定位技术研究[A];第十三届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2011年
2 余光正;谢菠荪;;用距离变化函数合成近场HRTF的误差分析[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
3 何国瑜;徐永斌;江贤祚;;天线近场快速计算及其相似理论[A];1997年全国微波会议论文集(下册)[C];1997年
4 张国锋;程广福;张家为;;基于矢量传感器的弱信号检测技术[A];第十三届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2011年
5 龚玫;李晓东;;近场头相关传输函数的测量方法研究[A];2006年声频工程学术交流会论文集[C];2006年
6 龚永飞;王元钦;;采用近场误差策略的自由场局部有源噪声控制[A];第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
7 张玉军;;核废料处置概念库近场热-水-应力耦合模型及数值分析[A];盛世岁月——祝贺孙钧院士八秩华诞论文选集[C];2006年
8 陈铭;张玉;梁昌洪;;采用基于NURBS曲面建模的物理光学方法计算散射近场[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第三册)[C];2006年
9 翟楠希;万国龙;;基于NUFFT的近场雷达三维成像算法[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年
10 李晓鹏;刘志文;曹金亮;;残缺矢量传感器线极化信号测向性能研究[A];全国第一届信号处理学术会议暨中国高科技产业化研究会信号处理分会筹备工作委员会第三次工作会议专刊[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 孙定;近场通信商用呼之欲出[N];计算机世界;2011年
2 本报记者 闫岩;近场通讯行业标准确定在即[N];国际商报;2011年
3 ;近场通信实现畜牧业智能识别[N];人民邮电;2008年
4 遥歌;移动支付大受用户欢迎[N];人民邮电;2008年
5 张戈;金雅拓可信服务管理解决方案获万事达认证[N];电脑商报;2009年
6 本报记者 黄永明 实习生 林吴颖;光子带来的源动力[N];南方周末;2010年
7 记者 邓云岚;中国联通携手上海市委宣传部共推文化内容产业发展[N];人民邮电;2010年
8 记者 刘春辉;南京电信“金陵翼卡通”:移动近场支付的成功尝试[N];人民邮电;2010年
9 诸寅嘉 支付宝无线业务总监;手机不是无线支付唯一选择[N];通信产业报;2010年
10 ;Ovum:银行先期重点为移动商务[N];人民邮电;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈欢;直线阵潜艇噪声源高分辨定位识别方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 孙国仓;浅海矢量声场及其信号处理[D];哈尔滨工程大学;2008年
3 王大宇;矢量传感器在水声通信中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 李锦;近场超声非接触支撑与传输系统的理论与实验研究[D];上海交通大学;2012年
5 嵇建飞;声障板对矢量传感器指向性的影响研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
6 陶志福;微波近场回波的医学成像方法研究[D];华东师范大学;2011年
7 赵羽;矢量阵阵处理研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
8 时洁;基于矢量阵的水下噪声源近场高分辨定位识别方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 李寻;基于高放废物深地质处置的溶质运移研究[D];浙江大学;2009年
10 陈华伟;低空目标声测无源定向理论与算法研究[D];西北工业大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜智超;水下噪声源定位识别方法与软件研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 闫肖杰;识别列车噪声源的声聚焦波束形成技术研究与应用[D];上海交通大学;2010年
3 王振山;基于统计最优近场声全息水下运动噪声源定位识别[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘佳;水下目标噪声源近场定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
5 王欢;复杂机械系统噪声源分离与诊断方法研究及软件实现[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 李良;磁悬浮电主轴噪声来源分析[D];武汉理工大学;2012年
7 陈楠;基于声强技术的客车噪声控制研究[D];河北工业大学;2010年
8 梁龙凯;基于声矢量传感器的汽车加速噪声方位参数估计方法研究[D];吉林大学;2011年
9 郭毅刚;基于矢量传感器阵列宽带波束形成及波达方向估计技术研究[D];昆明理工大学;2009年
10 张晶威;爆破近场振动测试仪的研究[D];中北大学;2012年
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