基于干扰噪声抑制的拖线阵尾向探测技术-研究

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1、哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学

2、。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：导师(签字)：日期：年月日年月日基于干扰噪声抑制的拖线阵尾向探测

3、技术研究摘要拖曳线列阵声纳的检测性能受到拖船辐射噪声和海洋环境噪声的影响，拖船辐射噪声多途到达具有角扩展。布阵间距、后续信号处理及终端显示是决定声纳检测性能的关键。拖线阵声纳的尾向探测性能受拖船辐射噪声干扰尤其严重，亟需改善，否则无法及时发现通过尾流自导袭来的威胁目标。本文关注四分之一波长间距阵对连续单频信号和带限噪声的响应。研究表明，四分之一波长间距阵具有非对称的端向接收指向性，可有效抑制泄漏到尾方向的拖船干扰。提出用零陷权组合传感器构成四分之一波长间距阵进一步抑制拖船干扰，且效果优于常规零陷权处理。在拖船干

4、扰背景中预成多波束搜索尾方向目标，仿真和水池实验结果均与理论分析一致。为克服海洋环境噪声的影响，本文关注分裂阵互谱相位差的统计特性。研究表明，低信噪比时，相位差趋于均匀分布，方差最大；信噪比升高时，相位差趋于指数分布，方差急剧减小。于是提出分裂阵互谱相位差方差加权，能抑制无目标波束噪声功率输出，增大有目标波束信号功率输出，从而提高方位域的检测能力。为进一步挖掘基于时空相关矩阵的阵信号处理的潜力，本文提出基于矩阵元素的处理方法。研究表明，矩阵的对角线项是自相关项，没有抗各向同性噪声的能力，基于矩阵非对角线项的阵处

5、理在低信噪比条件下有更好的检测性能；四分之一波长间距阵的奇数斜列具有更好的抗拖船干扰能力。为降低终端显示的检测阈，本文改进了方位历程图的辉度函数和色棒。研究表明，选用双曲正切辉度函数，设置冷色棒为（黑—浅灰）渐变且暖色棒为（粉红—黄—白）渐变，结合背景归一化处理能使终端显示达到更低的检测阈。关键词：拖船干扰；海洋环境噪声；四分之一波长间距阵；零陷权组合传感器；分裂阵互谱相位差方差权哈尔滨工程大学硕士学位论文基于干扰噪声抑制的拖线阵尾向探测技术研究ABSTRACTTowedlinearraysonar’sdete

6、ctingabilityisaffectedbyambientnoiseandnoiseradiatedbytow-shipwhichisangularspreadcausedbymultipatharrival.Intervalofarraysensor,signalprocessinganddisplayingatterminalarekeytodeterminesonar’sdetectingability.Towedlinearraysonar’stail-directiondetectingabili

7、tydegradessignificantlysinceinterferencefromtow-shipnoise.Tail-directiondetectingabilityneedstobeimprovedurgently,otherwiseitisimpossibletodetectthreattargetcomingtoattackself-guidedbywakeoftow-ship.Inthispaper,1/4wavelengthelementintervalarray’sresponsetoco

8、ntinuoussingle-frequencysignalandbandlimitednoiseistobepaidattention.Researchshowsthat1/4wavelengthelementintervalarray’sendfiredirectivityisnotsymmetricwhichcaneffectivelysuppresstow-shipinterf