基于海洋環(huán)境的航體微弱輻射噪聲信號(hào)檢測技術(shù)研究.pdf

1、由于水下航體本身的運(yùn)動(dòng)及其所安裝機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)，將不可避免地產(chǎn)生噪聲，聲波向周圍輻射形成水下航體的聲場。這種輻射噪聲信號(hào)可以反映大量水下航體目標(biāo)特性信息，是聲吶偵測、參數(shù)估計(jì)、聽音判型和目標(biāo)追蹤等工作的重要信息源，這對海防監(jiān)控、水下探測等諸多涉及國家安全方面具有十分重要的軍事意義。
　　海洋聲信道具有極其復(fù)雜的時(shí)間—空間—頻率變化特點(diǎn)，加之海洋表層激勵(lì)噪聲、風(fēng)致噪聲、生物活動(dòng)和海洋開發(fā)等諸多背景噪聲影響，使其成為當(dāng)今最為復(fù)雜的無線通信

2、信道。隨著水下航行器減振降噪技術(shù)、線譜剝離技術(shù)的日益發(fā)展，以及消聲瓦的廣泛使用，水下航行器的輻射噪聲大約每年下降1dB，而聲吶檢測技術(shù)每年至多提高0.75 dB[1]，使得水下微弱目標(biāo)的檢測變得更加困難。因此，對信噪比低、特征微弱的水下航體輻射噪聲的信號(hào)處理工作一直是水下目標(biāo)的關(guān)鍵，迫切需要展開針對水下航行器的水下目標(biāo)微弱信號(hào)檢測與處理研究，提高測控裝備水下目標(biāo)微弱信號(hào)的檢測能力。
　　論文的主要工作概述如下:
　　(1)分

3、析了對海洋聲信道的物理特性和傳播特性，重點(diǎn)從聲速、傳播損失、背景噪聲、選擇性衰落和沖擊噪聲這五個(gè)因素研究信道對聲波的干擾。并且建立了更加符合海洋中聲傳播特性的雙擴(kuò)展與脈沖噪聲信道的鏡像源模型。
　　(2)分析水下航體輻射噪聲隨時(shí)間和空間變化的復(fù)雜體積噪聲源特點(diǎn)，重點(diǎn)研究了其正常航行時(shí)的周期信號(hào)與突發(fā)情況的沖擊信號(hào)，研究其概率統(tǒng)計(jì)規(guī)律，建立了水下航體輻射噪聲的數(shù)學(xué)模型，以便設(shè)計(jì)偵測水下航體的方法。
　　(3)研究水下航體輻射噪

4、聲信號(hào)正常時(shí)的周期性與突發(fā)時(shí)的沖擊性，提出歐拉域混合穩(wěn)態(tài)模型與歐拉域隨機(jī)共振系統(tǒng)。將強(qiáng)背景噪聲淹沒的信號(hào)在歐拉空間的穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)中處理，信號(hào)映射為周期指數(shù)形式，穩(wěn)態(tài)模型具有多諧振特點(diǎn)，打破了傳統(tǒng)隨機(jī)共振理論的近似絕熱定理與駐留時(shí)間的制約，而且可凸顯輻射噪聲信號(hào)的特征并提高信噪比。利用歐拉域非線性隨機(jī)共振與混合隨機(jī)共振系統(tǒng)，可分別偵測出水下航體輻射出的周期信號(hào)與脈沖信號(hào)。
　　(4)通過蓋爾圓準(zhǔn)則，判別航體輻射信號(hào)源的數(shù)目，并基于此設(shè)計(jì)