文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
基于矢量水听器的海洋环境噪声测量装置及分析软件设计
姓名:赵玲
申请学位级别:硕士
专业:信号与信息处理
指导教师:卢逢春
20070301
摘要分析海洋环境噪声矢量场特性对低噪声潜艇辐射噪声的测量、信号检测、设备抗干扰能力和系统测量增益的有效提高、以及优化阵的设计技术和海洋环境噪声测量设备”旰筒颊的研究具有重要的作用。本文在研究海洋环境噪声和矢量水听器等基本理论的基础上,设计了基于矢量水听器的海洋环境噪声测量存储装置,包括:装置的机械结构噶水听器的固定方式和壳体及其内部结构⒛诓康缏返慕峁箍蛲肌⒌缏菲骷选取原则,以及该测量存储装置的工作流程;与此同时,还设计了环境噪声的测量系统和试验方案。通过理论推导、计算机仿真运算,最终实现了海洋环境噪声矢量场特性分析软件。该分析软件可以简便、快捷地计算出能反映海洋环境噪声矢量场特性的几个基本物理量,即测量点处声压和质点振速任意一个正交分量间或质点振速两个正交分量间的相干系数、谱密度和相位谱,以及所研究频段范围内的海洋环境噪声源的方向和声压级。通过分析在不同测量条件下算得的这几个物理量,还可以了解海洋环境噪声矢量场特性及其随条件变化而改变的统计规律。关键词:海洋环境噪声;矢量场特性;测量装置;分析软件哈尔滨工程大学硕士学位论文
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日期:劫暌自鲁奕作者┳:玉趁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,是在导师的指导注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已下,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。
第滦髀立题意义人们预言:在世纪人类将更多地依赖地球上的蓝宝石一海洋,将更多地从海洋中获取食物、能源、矿石,将从海洋中探索地球上生物起源的奥秘。而迄今为止,在人们熟知的各种能量形式中,只有声波在海洋中具有最佳的传播性能。因而,水声技术就成为人们研究和探索海洋的主要手段。在进行海洋研究的时候,可以把海洋环境噪声看作是水声信道中的一种背景干扰场。无论是对被动声纳还是主动声纳,海洋环境噪声都是其不可避免的干扰。其中,作用于接收阵的海洋环境噪声场强度与结构是影响水声系统性能的主要因素之一,因此,将环境噪声矢量场特性,与接收装置的设计、布设、以及适当的信号处理方法相结合,将会极大地改善水声系统的性能。实际上,不能只把海洋环境噪声看作是水声接收的一种干扰,在许多情况下,还必须把水听器接收到的噪声看作是有用的信号。它携带着海区的水文、生物甚至是气象的信息,在某种程度的可靠性下,可以根据海洋环境噪声矢量场的特性来推测海洋上的风速、海浪的基频、以及海底的声参数等。随着潜艇辐射噪声的降低,对潜艇辐射噪声检测、评估的方法和手段提出了更高的要求,为了测量低噪声潜艇的辐射噪声,必须对潜艇试验海区的海洋环境噪声矢量场特性有一个深入的了解。目前,海洋环境噪声矢量场特性研究已经成为水声设备探测、以及测量评估潜艇噪声特性和特征控制效果的关键技术和决定性因素之一。国外许多国家都非常重视海洋环境噪声矢量场特性研究,它们的发展趋势是把目标特性的测量评估、海洋环境噪声特性影响、海洋环境噪声建模、水声探测、水中兵器设计等统一起来,综合考虑。在目标探测和测量中,非常重视利用海洋环境噪声矢量场的声学特征和规律来提高探测或测量系统的增益。美国在提高未来反潜系统性能需解决的关键问题中,已经把海洋环境噪声矢量场特性的研究和利用作为今后年提高探测系统增益的主要依据之一,可见其对海洋环境噪声矢量场的重视程度。由于海洋环境的特殊性和复杂性,目标固有的声场特性既受到海洋环境哈尔滨工程大学硕士学位论文
,此频:在此频率范围内有一段与风速无关,并经常有极值的谱,噪声波导多途效应的褶积性干扰,又受到海洋环境噪声的叠加影响。根据国外经验,有效提高系统测量增益的信号处理技术,是在已知环境噪声场的方向性、频谱特征、以及时一空相干特性等基本物理特征的基础上进行的,而我国基本上没有对环境噪声矢量场特性进行长时间的测量和分析。因而,为提高我国水声设备的探测能力和对低噪声潜艇的测试和评估能力,开展海洋环境噪声矢量场特性研究是必不可少的重要环节。我国在“八五”和“九五”科研实践期间,在技术和设备等方面为海洋环境噪声数据的采集和研究作了必要的储备。但在系统地、有目的地、有计划地研究和利用海洋环境噪声矢量场特性方面,我国与国外相比还存在一定的差距。因此,本课题组决定开展海洋环境噪声矢量场