被动合成孔径声纳辐射噪声测量方法研究

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。

目录

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声明

第1章绪论

1.1选题的目的背景及意义

1.2被动合成孔径技术国内外研究历史及现状

1.3被动合成孔径声纳技术用于噪声测量

1.3.1噪声测量技术的发展

1.3.2被动合成孔径技术的应用

1.4论文主要研究方法和研究内容

第2章被动合成孔径声纳基本原理

2.1常规波束形成原理

2.1.1常规波束形成简介

2.1.2常规波束形成的模型

2.2被动合成孔径原理

2.2.1被动合成孔径技术简介

2.2.2被动合成孔径的数学模型

2.3影响因素的讨论

2.3.1时间相干性的影响

2.3.2拖曳速度的影响

2.4本章小结

第3章被动合成孔径技术应用于噪声测量

3.1引言

3.2合成孔径噪声测量方法介绍

3.2.1基本原理

3.2.2测量方法介绍

3.2.3噪声测量系统设计

3.3算法介绍

3.3.1算法概述

3.3.2 FFTSA算法

3.3.3 ETAM算法

3.4本章小结

第4章基于噪声测量的被动合成孔径仿真研究

4.1拖曳系统研究

4.2仿真研究

4.2.1对单一目标的仿真结果

4.2.2对多目标的仿真结果

4.2.3参数变化情况下的仿真

4.2.4其它情况下的仿真

4.3本章小结

结论

参考文献

致谢