智能声诱饵第一类边发边收方案及信号处理技术研究

【摘要】： 凭借着其先进的信号处理性能,智能鱼雷已经成为海军舰艇的主要威胁,而现有的声诱饵系统,由于技术的落后,已经不能对智能鱼雷进行有效地对抗,因此,必须发展具有边发边收功能的智能声诱饵系统。第一类边发边收是指在声诱饵发射模拟已方舰艇辐射噪声的条件下对来袭鱼雷进行检测和报警,关键技术是在模拟已方舰艇辐射噪声及其混响构成的强干扰下,对鱼雷主动自导信号进行检测与估计。 为了有效地对鱼雷主动自导信号进行检测和估计,进而实现第一类边发边收,必须对诱饵发射的模拟已方舰艇辐射噪声及其混响进行有效地抑制,而利用单矢量传感器的组合指向性,可以方便有效地实现这一要求,因此,本文提出了两个基于矢量传感器的智能声诱饵第一类边发边收方案,并对其中的拖曳式声诱饵方案的接收信号信噪比进行了估算,得到了其大致取值范围。 由于不具备鱼雷主动自导信号先验知识,本文提出的方案采用了自适应信号处理技术对其进行检测和估计。首先,从理论上对过零频率估计器、基于最小均方误差(LMS)准则的自适应线谱增强器(ALE)和自适应notch滤波器及其性能进行了简单的介绍和分析。然后,对以上三者的算法进行了大量的仿真计算研究。通过仿真计算研究,对过零频率估计器的频率估计性能、自适应线谱增强器(ALE)和自适应notch滤波器的滤波性能以及信号参数估计性能进行了比较深入全面地研究和验证,并且优化了它们各自的参数。 理论和仿真研究结果表明,本文采用的信号处理方法在估计的信噪比范围内,可以较好的实现对鱼雷自导信号的检测和估计,因此,本文提出的基于矢量传感器的拖曳式声诱饵方案有望实现第一类边发边收功能。