基于拖曳线列阵声纳的噪声监测仿真方法

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1、第28卷第4期声学技术VO1．28，NO．42009年8月TechnicalAcousticsAug．，2009基于拖曳线列阵声纳的噪声监测仿真方法程广涛，朱军，曾广会(海军工程大学，武汉430033)摘要：为便捷获取潜艇辐射噪声，设计了利用艇载拖曳线列阵声纳通过本艇回转机动进行测量的方案。利用潜艇拖曳阵模型，仿真生成了各水听器阵元与本艇的位置关系；根据噪声源理论模型产生了潜艇模拟噪声，利用深海传播模型模拟噪声在海洋环境中的传播衰减。对阵元信号分别利用MVDR、空问平滑MVDR以及适应子带的BMUSIC算法进行处理，在一定频率范围内可以分辨出近距离

2、的不同辐射声源，得到辐射噪声的声源强度、频谱结构和位置信息，进而获取艇上机械工况异常信息。关键词：模拟；波束形成；噪声检测中图分类号：0427．5文献识别码：A文章编号：1000．3630(2009)．04．0472．04DOI编码：10．3969~．issnl000—3630．2009．04．007Asimulation0fradiatednoisedetecionbasedOntowedarraVCHENGGuang．tao，ZHUJun，ZHENGGuang．hui(NavyUniversofEngineering，Wuhan430033，C

3、hina)Abstract：InordertOgetthesubmarinenoiseeasilyandexpediently,asimulationofdeterminingthefeasibilityofusingsubmarine’Stowedhydrophonearrayismadeforsourcelocalizationmeasurementsviaaconstantradiusturnmanoeuvre．Positionparametersaregotbythesimulationbasedonthemodeloftowed—arra

4、y．Limitedbythetestingcondition，basedonthetheoryofradiatednoiseforming，thenoisesourcesaresimulated．Andthenoiseisprocessedwithasoundlosstranslationmodelinthesea．MVDR(MinimumVarianceDistortionlessResponse)，SpatiallySmoothedMVDRandBMUSICalgorithmsareadoptedforbeamforming．Diferents

5、ourceswithashortdistancecanbeseparatedintherangeofspecialfrequencyband，andthenthesourcelevel，thefrequencyspectrumandthelocationofthesourcecanbeobtained，whichcanbefurtherusedtodetectmachinemalfunction．Keywords：simulation；beamforming；measurementofradiatednoise过本艇机动，利用潜艇自载拖曳线列阵声纳

6、对潜艇1引言中低频噪声进行监测的方法f检测频段为远距离探测所关注频段)，可以便捷地获取潜艇辐射噪声。潜艇的优势在于隐蔽攻击，保持潜艇的安静性对潜艇至关重要。服役期间，周期性地监测舰艇辐2试验设计射噪声可以及时发现舰艇声辐射特性的异常变化，从而找到引起变化的原因，并采取相应处理措施，为了利用艇载拖曳线列阵声纳对本艇噪声自确保舰艇处于设计状态的噪声水平；在作战和训练监测，对潜艇进行回转机动，如图1所示。海区的海洋环境背景下，发现潜艇被声纳探测的弱为验证方案的可行性，仿真产生噪声源及阵位点和临界条件，为战场指挥人员提供战术指导和技信息，通过对不同航速、操

7、舵角、拖缆长度下艇体术支持。通过专业测量试验对潜艇辐射噪声进行监测涉及很多复杂工作，成本较高；利用潜艇上布置的自噪声检测设备，可以对潜艇结构和机械的振动进行检测，获得自噪声的状况，但对方测量到的是潜艇辐射噪声，两者存在较大的差异。本文提出了通收稿日期：2008-07-07；修回日期：2008—10—24图1基于拖曳线列阵声纳的噪声监测原理示意图作者简介：程广涛(1980．)，男，山东兖州人，博士研究生，研究方向为Fig．1Theschematicdiagramofsubmarinenoisedetectionbasedoll信号处理及水中兵器发射技

8、术。towedarray通讯作者：程广涛，E—mail：hechang1980@sohu．corn第4期程广涛等：基于拖曳