基于矩形障板的舷侧阵被动测向方法研究

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文基于矩形障板的舷侧阵被动测向方法研究硕士研究生：胡梦龙指导教师：莫世奇研究员学科、专业：水声工程论文主审人：张揽月副教授哈尔滨工程大学２０１８年３月．分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于矩形障板的舷侧阵被动测向方法研究硕士研究生：胡梦龙指导教师：莫世奇研究员学位级别：工学硕士学科、专业：水声工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2018年02月25日论文答辩日期：2018年03月10日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedI

2、ndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchonPassiveDirectionFindingMethodofFlankArraybasedonRectangularBaffleCandidate:HuMenglongSupervisor:Prof.MoShiqiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:UnderwaterAcousticEngineeringDateofSubmission:Feb.25,

3、2018DateofOralExamination:Mar.10,2018University:HarbinEngineeringUniversity摘要矢量水听器的成功研制打破了传统声压水听器单一接收标量声压信息的限制，它可以同步获取声场内同一点的声压和振速分量信息。这一优点使得这项技术已经在海上浮标声纳、拖曳线列阵等水声设备中发挥了至关重要的作用。目前矢量水听器在自由声场的条件下的研究日趋成熟，而在障板条件下的矢量阵的研究还存在一定的提升空间。所以本文研究了基于矩形障板的舷侧阵被动目标测向方法。本文分别针对声压阵、矢量阵建立了

4、模型，研究了常规波束形成算法、最小方差无失真响应算法、多重信号分类算法三种波束形成算法。分析了它们之间的优势、不足以及适用范围等特点。矢量阵列信号处理技术将矢量水听器的抗噪能力和阵列系统的空间分辨能力结合起来，可以进一步提高声纳系统的性能。计算机仿真结果表明矢量水听器基阵比声压水听器基阵的增益更高，而且矢量阵可以在一定程度上减小声纳基阵的体积大小同时解决“左右舷模糊”的问题。本文针对反声障板特性进行了研究。设计了一种声学回向反射障板模型并模拟了矩形空气腔障板模型，进行计算机仿真分析其反声特性。反声障板可以有效地减小噪声对水听器的干

5、扰，并且在一定程度上加强信号，从而使水听器性能的发挥得以优化。本文研究了矩形空气腔障板条件下的波束形成算法，分析了障板给矢量阵目标测向带来的增益，障板条件下的波束形成算法的频率适用性、信号在不同入射角情况下测向精度的差别。最后对障板条件下矢量阵应用外场湖试试验数据进行了处理，验证了障板条件下矢量阵波束形成算法对目标测向的正确性和有效性。关键词：矢量水听器；舷侧阵；波束形成；反声障板。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

6、。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。ABSTRACTThesuccessfuldevelopmentofthevectorsensorbreaksthelimitationofthetraditionalsoundpressurehydrophonesinglereceivingscalarsoundpressureinformation,itcansynchronouslyobtainthesoundpressureandvibrationvel

7、ocitycomponentinformationofthesamepointinthesoundfield.Thisadvantagemakesthistechnologyhasplayedacrucialroleinthebuoysonar,towedarrayandotherunderwateracousticequipment.Atpresent,theresearchofvectorhydrophonesundertheconditionoffreesoundfieldisbecomingmoreandmorematur

8、e,andthereisstillroomforimprovementintheresearchofvectorarrayunderbaffleconditions.Therefore,thispaperstudiesthemethodofdete