空气中声源水下声场建模及探测技术研究

摘要

从近几年来发生的一系列局部战争中可以看出海洋战争在现代战争中占有重要的地位。潜艇在海上战场中成为了主要的作战力量，受关注程度也大大提高。反潜武器应运而生，使得潜艇面临着严重的威胁。本文即关注于研究空气中的声源激发的水下声场，并对空气中的声源目标进行探测定位，以求对抗反潜直升机等，改善潜艇在海洋战争中的劣势状态。
　　本论文主要研究内容是对空气、海水以及海底三层介质环境进行分层建模，即空气中声速分布假设为Epstein分布，海水和海底中的声速分布假设为均匀分布。利用传播矩阵法及波数积分的快速场近似方法计算空气声源产生的声场。
　　基于对静止声源激发声场的分析，研究了空气中运动的声源激发声场的特性。通过计算，给出了空气中三种声速分布情况下空气中运动的声源激发的声场。
　　论文结合对空气中声源激发声场的分析，给出模拟的直升机噪声信号，通过标量阵和矢量阵的对目标测向，通过自适应滤波器对信号频率进行估计，进而求得空气中声源的运动参数，对其进行被动定位。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 立题背景

1.2 空气中声源激发声场研究进展

1.3 水下探测直升机研究进展

1.4 声波传播的折射与反射

1.5 目标定位技术

1.6 论文研究内容及结构安排

第2章 空气中静止声源激发的声场

2.1 空气中两种介质模型

2.2 声场的积分变换

2.3 深度分离方程的解析解

2.4 深度分离方程的数值解

2.5 快速场方法求解波数积分

2.6 本章小结

第3章 静止空气声源激发声场的仿真验证

3.1 传播矩阵法计算深度分离方程的验证

3.2 快速场方法计算声场的验证

3.3 空气中点源激发的声场

3.4 本章小结

第4章 空气中运动声源激发的声场

4.1 声源运动产生的多普勒频移

4.2 运动声源激发的声场计算

4.3 运动声源激发声场的验证

4.4 本章小结

第5章 空气中目标的被动定位

5.1 声波传播的途径

5.2空气声源距离的测定

5.3 空气声源方位的测定

5.4 空气声源频率的测定

5.5 互相关法时延估计

5.6 空气声源定位仿真

5.7 本章小结

结论

参考文献

致谢