文档介绍：摘要矢量水听器较传统的声压水听器有诸多优势,它可以空间共点、同步测量声压和质点振速的各正交分量,从而得到含有声源强度信息和方位信息的声强矢量。矢量水听器比传统的声压水听器可以测量得到更全面的声场信息,为改善传统水声测量或探测设备的性能,解决实际的水声问题拓展了新的思路,因此矢量水听器成为阵列处理领域较为活跃的研究方向之一。本论文从矢量水听器本身所具有的特点出发,介绍了单个矢量水听器的波束形成,以此为基础深入研究了矢量水听器阵窄带和宽带恒定束宽波束形成,并在硬件上对此进行了实现。全文的主要内容如下:允噶克鞯姆掷嘟辛颂致郏晗附樯芰送袷绞噶克骱脱共钍矢量水听器的结构和工作原理,并推导了两种矢量水昕器目标水平方位角和俯仰角的计算公式。菔噶克魉哂械奶氐悖钊胙芯苛耸噶克髡ㄊ纬伞J先分析了单个矢量水听器接收信号模型及其在不同声压、振速组合下的波束形成;接着详细讨论了矢量水听器阵列的窄带波束形成,给出了任意阵的接收信号模型,并详细研究了不同组合下的阵列波束形成。最后对矢量水听器和常规声压水听器的波束形成作了仿真对比,并加入信号进行了验证,得出矢量水听器阵的波束宽度、旁瓣级和阵增益都优于常规声压水听器阵。芯苛耸噶克骺泶ㄊ纬桑晗柑致哿嘶贒尤ǖ木认吡姓宽带恒定束宽波束形成壬杓评肷⑵德实闵系暮愣ㄊ砑尤ǎ偕杓艶滤波器拟合这些离散频率上恒定束宽所表示的幅相响应,从而完成时域恒定束宽波束形成器的设计欢匀我馑髡罅校τ冒攵ü婊挠呕椒ǎ杓瞥鼍哂械旁瓣特征的宽带恒定束宽波束形成器。芯渴噶克髡罅锌泶愣ㄊ聿ㄊ纬傻挠布迪帧R訢处理器为中心围绕工程实现这个重点,提出了系统的总体设计方案,在实现细节上进行了西北工业大学硕十学位论文
模块化设计岸宋⑷跣藕欧糯蟮缏贰藕挪杉缏贰⑹荽娲⒌缏贰芯片配置电路⑾晗附樯芰烁髂?榈墓δ堋⒛?槭褂玫钠骷≡窦熬咛迨迪帧关键词:矢量水听器,窄带波束形成,宽带波束形成,恒定束宽,砥西北工业大学硕士学位论文摘要
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第一章绪论引言研究的背景和意义波束形成是声纳信号处理中的一个重要组成部分,主要是对特定方向的有用信号形成波束,使之输出最大并衰减其它方向的干扰信号。它的作用,一方面是进行空间处理以获取抗噪声和混响干扰的空间增益,另一方面是为了得到较高的目标分辨力,用以测定目标方位。波束形成被广泛地应用于声纳、雷达、地震探测、医学成像等多种军事和民用领域。然而传统的波束形成技术处理的对象均是标量瓷剐藕,没有利用声波所具备的矢量特性,因此展开对矢量场特性的波束形成技术的研究为阵列信号处理带来了新的活力,对于提高声纳战术性能指标具有重大意义。被探测目标隐身能力的提升和使用环境的恶化已成为阵列系统的最大挑战【。世纪新一代武器系统将向提高综合作战能力的方向发展,其中又以提高隐蔽性和增强打击能力为重点,提高隐身性能已演变为武器设计中的一场革命。美国年代建造的@羌核潜艇噪声已低于海洋环境噪声【俊6砺匏股计的被西方称为安静型潜艇的鼬“基洛”级潜艇可淹没于一级海洋环境噪声中【。德国、日本、法国以及瑞典等也都拥有数目可观的低噪声潜艇。阵列系统的使用环境也趋于恶劣,对于未来的海战来说,更会趋近于大陆架附近的浅海海域的冲突,沿海战的水声环境有三个特点【浚沿海大部分为浅海,水深通常在~之间,海底地形由于大陆架的延伸和人工建筑等更加复杂;尘霸肷侗瓤@虼螅敌对的目标不只是潜艇,而可能是污染、走私、偷渡、海盗或者恐怖活动等。常规阵列为了实现对安静目标的测量和检测,远程探测以及浅海复杂区域的反潜等作战意图,将尽力扩大阵列孔径,试图形成更为尖锐的指向性,从而得到较高的阵列增益,实现对微弱目标的检测。然而常规阵列的孔径扩展一般通过两种方法达到:一是增加阵元数目;一是移动阵列位置相对增加阵列孔径。然而增加阵元数目将给作战平台带来极大不便,例如信号频率,波长西北工业大学硕十学位论文
矢量水听器研究历史现状“厂核猩伲В盒藕牌德,如果阵元数目Ⅳ枵笤间距川,则基阵的孔径￡簟掰。如此庞大的基阵耗资甚巨,在技术实现和布放方面也存在很大困难。而合成孔径技术由于其技术的特殊性,不能适用于运动姿态不太稳定的低速作战平台如潜艇、水面舰只等。能否用小尺度声传感器在低频段形成尖锐的指向性,以使系统具有对目标检测和定位能力并具有较高的抗干扰空间增益,从而可以利用低频段目标辐射嗓声来实现对目标的远程探测,这已成为现代声纳系统所追求的目标。矢量传感器的出现为实现这一目标提供了新的思路。矢量水听器可以同时接收声场声压和振速信息,在小尺度下