一种用于小横截尺寸三元水听器组的左右舷分辨技术

针对小横截尺寸三元水听器组的左右舷分辨问题，文中提出了一种新的移相方法实现左右舷分辨。与原有的三元水听器组左右舷分辨技术相比，该方法不要求三元水听器组的横截尺寸与信号频率相匹配，并且计算量较小，易于实时实现。经过理论分析和仿真实验，证明了文中提出的新的移相方法应用于小横截尺寸三元水听器组，能够有效地解决拖曳线列阵的左右舷分辨问题，具有良好的工程应用前景。     

拖曳线列阵声呐及其左右舷分辨方法概述

概述了拖曳线列阵声呐的发展概况,重点总结了国内外拖曳线列阵声呐左右舷分辨方法的发展情况,包括传统单根线列阵左右舷分辨方法、三元水听器组左右舷分辨方法、双线阵左右舷分辨方法和矢量水听器线列阵左右舷分辨方法等。本文对于拖曳线列阵声呐的相关研究具有一定的参考价值。     

拖线阵目标左/右舷分辨技术研究(Ⅰ)——几何相移量模型

本文针对拖曳线列阵的目标左／右航模糊问题，介绍了一种将现有单元水听器改进为三元水听器组的模型，该模型利用的是目标信号到达三个水听器的相位不同而作相移波束形成，故称之为几何相移量模型。本文分析了该模型的分辨性能、并通过湖试，验证了理论分析的结果。     

一种多阵联合的拖线阵左右舷分辨方法

左右舷模糊一直是困扰拖曳线列阵声呐使用的关键技术,其制约了拖线阵声呐的使用效能。现有声呐系统装备的首端阵和舷侧阵均具有左右舷分辨能力,其与拖线阵声呐的信息互补性为拖线阵左右舷分辨提供了可能。文中提出一种多阵联合的拖线阵左右舷分辨方法,即利用舷侧阵和拖线阵公共频段的联合波束形成技术实现拖线阵的左右舷分辨,通过仿真分析验证了所提方法的有效性。结果表明,所提方法能够实现拖线阵左右舷分辨,平均分辨正确率不低于90%。     

一种多阵联合的拖线阵左右舷分辨方法

左右舷模糊一直是困扰拖曳线列阵声呐使用的关键技术,其制约了拖线阵声呐的使用效能。现有声呐系统装备的首端阵和舷侧阵均具有左右舷分辨能力,其与拖线阵声呐的信息互补性为拖线阵左右舷分辨提供了可能。文中提出一种多阵联合的拖线阵左右舷分辨方法,即利用舷侧阵和拖线阵公共频段的联合波束形成技术实现拖线阵的左右舷分辨,通过仿真分析验证了所提方法的有效性。结果表明,所提方法能够实现拖线阵左右舷分辨,平均分辨正确率不低于90%。     

基于离散平面阵波束形成的双线列阵左右舷分辨技术研究

针对双线列阵左右舷分辨问题,提出了一种基于离散平面阵波束形成的左右舷分辨技术,将双线列阵看作是由无指向性水听器构成的平面阵,依照平面阵进行波束形成,从而在波束形成的同时实时分辨出目标所处的左右舷。运用该方法,最佳的双线阵间距是接收信号中心频率波长的1／4,得到的结果等同于由具有心形指向性水听器组成的单根线列阵。该方法经过理论分析、仿真实验和湖试实验验证,证明其是简单的、有效的、可行的,有望应用于实际系统。     

声矢量阵阵增益研究

对矢量水听器线阵的阵增益进行了理论分析，给出了白噪声背景下和球形噪声背景下线阵的阵增益计算公式。理论分析表明，矢量水听器线阵的阵增益大于阵元数相同的常规声压水听器线阵。文中还给出了这种提高的物理意义。     

基于互谱无功分量补偿的水面水下目标分辨

针对水面水下目标分辨的问题,可从波导中不同布放深度的2个接收水听器的声压互谱的正负判决来分辨水面水下目标。但如果2个接收水听器的位置选择不当,正负判决的临界深度会随着声源与接收之间的距离变化而起伏变化,从而对结果产生干扰。本文从简正波模型出发,分析声压互谱的有功分量和无功分量与目标深度的关系,提出用无功分量来对有功分量进行补偿,能得到不随距离变化而起伏变化的临界深度,从而提升水面水下目标分辨的正确率。本文进行的抗噪声分析说明,将本文方法应用于垂直阵在噪声干扰下仍能得到较好结果。理论分析和仿真结果都验证了本文方法的正确性。     

相关噪声背景下声矢量阵目标方位估计

传统的矢量水听器数据处理方法将单个矢量水听器的输出用一复数向量来表示,没有充分利用矢量水听器各振速通道的正交特性,为此提出了用复四元数对矢量水听器的输出数据建模,将矢量水听器输出的三个振速分量用复四元数的三个虚部表示,保留了矢量水听器各阵元的正交性,对相关噪声有较好的抑制能力。针对声源的非平稳特性,将观测数据分成多个子段,计算每个子段的协方差矩阵并进行向量化处理,通过一正交映射,消除干扰噪声,最后对去除噪声的伪协方差矩阵做特征值分解,利用MUSIC算法原理建立目标的方位估计公式。算法降低了对声源信号平稳性要求,对相关噪声有较强的鲁棒性。     

火箭助飞式噪声干扰器对抗线导鱼雷仿真研究

根据现在方位法的导引特性,以来袭鱼雷为基准,通过仿真估算潜艇的方位,建立了使用单枚或多枚火箭助飞噪声干扰器对抗潜射线导鱼雷的模型,仿真计算了在使用多枚噪声干扰器对抗线导鱼雷的过程中,不同鱼雷报警舷角时各枚干扰器的发射舷角,为火箭助飞噪声干扰器的作战使用提供理论依据并具有指导意义。     

一种船用矢量水听器的低噪声动态检波电路设计

传统船用矢量水听器的检波电路存在低分贝噪声分辨率低的问题,在噪声低于2 dB动态范围中,传统水听器检波电路内部的算法无法放大噪声信号,导致检波电路无法对信号做出正确判断。针对上述问题,文章提出一种船用矢量水听器的低噪声动态检波电路设计。在通过对低噪声环境的数据分析,对检波噪声信号进行建模计算;根据模型设计检波电路形态;完成电路设计后,导入动态检波算法,完善检波电路的动态低噪声的检测功能。最后,设计仿真实验对设计的电路进行测试。通过对比结果证明设计电路的可操作性。     

NEMS矢量水听器的海上实验研究

NEMS矢量水听器是可以接收来自水下二维空间声音信号的一种新型仿生结构。在室内研究的基础上进行海上实验,对单个NEMS矢量水听器采集的船辐射噪声进行处理。结果表明,单个NEMS矢量水听器能够在真实的海洋环境中对运动的目标进行航迹跟踪;利用CZT方法能够对海上运动目标进行特征线谱分析,提高了在局部频段内的分辨能力,频率分辨力可达0.32 Hz。     

浅海声场时空相关性及其衰减对声纳性能的影响

本文从理论上分析了接收信号的时空相关性，给出了浅海声信号时空相关系数的测量结果，从及信号时空相关性随目标距离、水听器间距、频带、信噪比的变化规律。相关性衰减与许多因素有关，但信噪比的影响最大。相关性衰减使声纳的基阵增益降低，使方位估计和距离估计的误差增大。文中也给出了计算实例。     

一种基于目标跟踪的单线阵左右舷分辨方法

常规的单线阵声呐存在左右舷模糊问题,严重制约了其使用效能。本文提出一种基于目标跟踪的单线阵左右舷分辨方法,首先对目标进行镜像处理,形成左右舷"目标对",然后将平台机动与目标跟踪结合起来,通过跟踪目标的速度差来自动判决目标左右舷。仿真结果表明,平台通过小角度机动,经过2个扫描周期就可以很好区分目标左右舷,验证本方法的有效性与可行性,具有一定的工程应用价值。     

基于ICA的单矢量水听器多目标分辨

单矢量水听器利用目标信号的声能流进行测量,可有效抑制各向同性干扰,提高目标信号的信噪比,从而实现目标的波达方向(DOA)估计。但若存在多个目标时,单矢量水听器测量的是各信号声能流的矢量和,因此无法估计单个目标的方位。本文将独立分量分析(ICA)原理与单矢量水听器技术相结合,提出一种新的单矢量水听器多目标分辨算法。在目标信号方向未知的情况下,该方法可对矢量水听器的导向矢量实现盲估计,并分离出各独立目标信号,进而利用声能流逐次分辨出各独立目标信号。仿真实验证明了算法的有效性。     

矢量水听器在潜艇模型噪声定位中的应用研究

潜艇模型噪声源的定位可以为分析潜艇模型噪声的辐射特性提供依据,进而评估潜艇模型噪声的优劣,并对其性能加以改进.利用水听器阵列可以对潜艇模型噪声定位,但对于低频辐射噪声,水听器阵列的孔径会很大.在漳河水库,利用矢量水听器测量了潜艇模型的辐射噪声,并利用复声强器估计了辐射噪声的方位,从而为矢量水听器在潜艇模型辐射噪声测量中的应用提供了一个范例.     

球鼻艏声纳基阵部位噪声控制研究

本文通过实验，系统地分析了几种形式声板的降噪效果及非透声界面吸声处理的声学效果，并采用刚硬板衍射和散射计算校核了实验结果，证明声障板及非透声界面的吸声处理，可以降低球鼻艏声纳平台区的噪声干扰，改善其声学环境。理论计算与实验结果较吻合。     

舰船回转拖曳线列阵水听器阵位预测研究

拖曳线列阵水听器阵位定位问题是舰船辐射噪声自监测关键技术之一.论文基于观测基本原理建立了舰船回转拖曳线列阵水听器阵位的观测方程,推导了观测值与阵位参数的关系式.利用水动力学方法得到的舰船回转拖曳线列阵阵位为想定阵形,采用非线性最小方差曲线拟合的Levenberg-Marqudat(LM)算法,预报了舰船回转拖曳线列阵水听器的阵位.通过与想定阵形对比分析,研究了初始阵位偏离度和时间观测标准差等对水听器阵位预测精度的影响和规律.阵位预测的最大偏差出现在水听器阵位的两端,阵位中心点的预测与想定阵位一致,表明所提出的方法可实现仅基于本船信息预测舰船定常回转拖曳线列阵的阵位.     

单矢量水听器四阶累积量MUSIC算法对信号DOA的估计

针对传统MUSIC算法的局限性,提出了一种基于高阶累积量的单矢量水听器MUSIC算法.这里将单个矢量水听器理解为一个标量传感器阵列,按照阵列信号处理的原理对其输出的标量场和矢量场信息进行联合处理,该算法先构造四阶累积量矩阵,代替传统MUSIC算法中的阵列协方差矩阵,对四阶累积量矩阵采用MUSIC算法作方位估计.仿真结果表明,借助高阶累积量的方法,在高斯白噪声下,MUSIC算法能完全抑制高斯白噪声的影响,在高斯色噪声条件下,该方法还是能获得高分辨率的估计.湖试结果也表明,文中算法有更好的目标方位估计性能.     

单矢量水听器MUSIC估计与互谱估计的性能比较研究

为了研究单矢量水听器的目标方位估计能力,将MUSIC算法和互谱法分别用于单矢量水听器方位估计。根据单矢量水听器的阵列流形特点,将子空间分解理论应用到单矢量水听器方位估计上,实现了单矢量水听器的MUSIC高分辨方位估计。对单个的目标进行方位估计仿真,同时将MUSIC算法与互谱法进行比较,得到在低信噪比下,MUSIC算法的方位估计精度要高于互谱法。在高信噪比下,MUSIC算法和互谱法的方位估计有比较好的性能。水库试验数据验证了该MUSIC算法和互谱法的有效性。