舰船辐射噪声声阵处理技术研究

【摘要】：辐射噪声测量是舰船声隐身性能评价的一种有效方法。针对日益困难的舰船辐射噪声测试任务,本文以声阵作为测量手段,深入开展了辐射噪声声阵处理的相关理论与试验研究工作,重点解决远/近场条件下窄带线谱、宽频带连续谱噪声的声阵处理问题,主要内容包括:1、从舰船辐射噪声测量基本理论出发,简要分析了舰船主要噪声源及其频谱特征,并给出了单点水听器辐射噪声频带声压级、声压谱级和总声级的计算方法。2、基于通过特性定位原理,融合维纳滤波语音增强方法、中值滤波方法及傅里叶级数展开法,给出了一种低信噪比下实现舰船等效声中心定位的新方法。试验结果表明,该方法能够有效解决信噪比(SNR≥2d B)情况下的舰船等效声中心定位问题。3、建立了近场条件下辐射噪声窄带线谱的声阵处理方法,深入讨论了近场窄带波束形成器的优化设计方法,并针对近场相位补偿问题,提出了采用高精度FIR设计分数时延滤波器,从而有效地消除了由时延量化误差引起的波束畸变现象,提高了辐射噪声测量精度。理论仿真与海上航行试验结果表明,文中提出的方法可以有效抑制背景噪声,实现低信噪比条件下窄带线谱的无失真处理。4、建立了远/近场条件下嵌套阵宽带恒定束宽波束形成方法,对宽带波束形成器的性能进行了仿真分析,并参照单水听器舰船辐射噪声测试分析技术,制定了相应的声阵信息处理流程。理论仿真与码头静态试验结果表明,采用嵌套直线阵进行辐射噪声处理,可以有效抑制背景干扰,提高接收信噪比,并且与单水听器处理结果保持较好的一致性。