低频海洋环境噪声时频和相位特性研究

摘要

海洋环境噪声是海洋声场的背景场，它是海洋环境中固有存在的，通常被当做背景干扰场，它会对水下设备的性能造成干扰，反之，它也是水下设备实现声隐蔽的重要条件。了解海洋环境噪声特性，对降低或抑制这种干扰，提高设备性能和作用距离，增强设备的安全性等方面是尤其重要的。
　　基于南海海试数据，对海洋环境噪声时频和相位特性展开研究。对海洋环境噪声的声压和振速时域相关性、频域的功率谱特性进行分析。将海洋环境噪声分解为不相干的各向同性分量和相干的各向异性分量，可实现环境噪声中各种源对实际声场贡献的分离。相干研究可用来分析环境噪声中各向同性噪声与非各向同性噪声的关系。理论研究表明，在风成噪声作为主要噪声源的频段，海洋环境噪声具有水平和垂直方向的声能流，验证了在风成噪声影响下海洋环境噪声总声能流偏离垂直方向的原理，并且通过频域方位谱可得到水平方向和垂直方向的声能流方位。
　　矢量-相位研究可用来分析海洋环境噪声中是否存在明显的各向异性分量。南海海试数据分析表明，当相位谱趋近于恒定值时，海洋环境噪声中各向异性分量占主要成分；当相位谱呈随机性分布时，海洋环境噪声中各向同性分量占主要成分；海洋环境噪声在不同深度处的特性存在差异，本文对不同深度处的海洋环境噪声特性的变化情况进行了分析，且海洋环境噪声场是时刻变化的，本文对整个试验测量时间内的1/3oct频点处海洋环境噪声的频带声压级进行了分析，最后分析了海洋环境噪声的高阶谱特性。比较双谱与互双谱对高斯噪声抑制作用的强弱。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 立题意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究内容

第2章 海洋矢量场特性分析基本概念

2.1 海洋矢量场时域测量模型

2.2 海洋矢量场时频及相位特性物理量分析

2.2.1 二阶时频特性

2.2.2各向异性分量和各向同性分量分离

2.2.3 矢量相位特性

2.3 本章小结

第3章 基于高阶统计量的海洋环境噪声的分析

3.1 高阶统计量理论

3.1.1 高阶累积量及高阶谱

3.1.2 高斯过程的高阶累积量

3.2 高阶谱的估计方法

3.2.1 双谱估计直接法

3.2.2 双谱估计间接法

3.2.3 1(1/2)维谱估计

3.3 本章小结

第4章 海洋环境噪声时频和相位特性试验研究

4.1南海海试试验：

4.1.1南海海试试验概况：

4.1.2 矢量水听器灵敏度

4.2 海洋环境噪声二阶时频特性分析

4.2.1相关性分析

4.2.2 功率谱特性分析

4.2.3 相干函数分析

4.2.4各向异性分量和各向同性分量分离

4.2.5 方位谱

4.3 矢量相位特性分析

4.4 不同深度处海洋环境噪声特性对比

4.5 海洋环境噪声强度分析

4.6 海洋环境噪声高阶量特性

4.7 本章小结

结论

参考文献

致谢