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《哈尔滨工程大学》 2014年
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基于矢量水听器阵列的水下目标辐射噪声测量

吴琪  
【摘要】:潜艇是维护现代海洋安全的重要设备,其重要特性隐身性能的提高主要取决于潜艇减振降噪技术的发展,潜艇在水下辐射噪声的精确测量可以为其减振降噪提供必要的数据支持,从而提高潜艇的隐身性能,提高潜艇的作战能力。由于近年减振降噪技术的发展使得传统的测量手段已无法获得低噪声潜艇在水下辐射噪声的精确数据。本文针对这一问题,主要研究基于矢量阵列的宽带恒定束宽波束形成测量的原理与方法。论文首先对基于声压线阵的常规波束形成算法进行仿真分析,指出其具有抑制噪声和干扰的能力,再将其应用于矢量阵,通过仿真对比分析,验证了矢量阵因其自身具有指向性,所以抑制噪声能力更强,可以获得更高的测量信噪比。以此为理论基础研究了基于子阵合成嵌套阵的恒定束宽波束形成方法,该方法可实现对宽带信号的测量,并进一步研究了用于电子调向的非正横方向恒定束宽波束形成理论,此算法能实现测量频带内输出波束主瓣宽度一致。除理论分析,论文通过阵增益计算、不同信噪比下仿真数据处理以及湖试数据处理结果分析,得出矢量嵌套阵测量系统相比声压嵌套阵测量系统抑制噪声能力和测量低信噪比信号能力更强,而且具有抗180度模糊特性。然后针对刚性垂直阵测量技术,研究了由于洋流影响使得刚性阵在水下发射偏转带来的影响并提出相应的阵形校正方法;针对海底水平阵测量技术,基于射线理论研究了水平阵的布放高度和海底沉积物的种类对水下目标辐射噪声测量带来的测量误差影响。最后以Matlab的GUI为平台设计了用于水下目标辐射噪声测量的软件,经测试软件功能实用、性能安全可靠,输出结果稳定。
【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】:2014
【分类号】:U661.44

【参考文献】
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