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被动合成孔径声纳辐射噪声测量方法研究

魏建新  
【摘要】: 随着减振降噪技术的发展,水下大型结构的辐射噪声越来越低,使得常规的噪声测量设备不能满足测量要求。声纳阵列可以获得较高的测量增益,可以实现对较低辐射噪声的目标进行测量。然而由于线阵阵元多,体积庞大,因此价格昂贵且布放回收不方便。被动合成孔径技术可以以较少的阵元获得符合要求的波束宽度和增益,且费用低、灵活性好,为低噪声测量开辟了一条新途径。 论文回顾了常规波束形成方法的原理,讨论了被动合成孔径的工作机理,推导了数学模型,通过计算机仿真,得到了被动合成孔径波束形成技术的性能及影响因素。给出了时间相干性和拖曳速度等参数不同条件下PSAS(Passive Synthetic Aperture Sonar)的输出结果。文中描述了水下目标噪声测量的基本要求,通过对噪声测量系统对声纳阵列基本要求进行分析,得到了能够应用于噪声测量的PSAS阵列参数。对FFTSA(Fast Fourier transformsynthetic aperture)算法和ETAM(Extended towed array measurements)算法进行理论推导和计算,给出了被动合成孔径用于噪声测量的设计原则。通过与常规波束形成方法的对比,得到这样的结论:采用被动合成孔径算法,可以获得长阵具有的阵增益和方位分辨力,可以降低工程实施难度,适合低噪声目标的辐射噪声测量,有很好的应用前景。


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