拖船辐射噪声特性分析及实用抵消

拖船辐射噪声严重影响拖线阵声纳的探测性能,该噪声是成分复杂、多途传播的近程强干扰,如何抵消该噪声是拖线阵声纳面临的一个难题。在讨论了拖船噪声的成因、谱特性以及多途传播路径等问题后,通过对拖船辐射噪声的特性分析及逆波束形成(Inverse Beamforming,IBF)算法的理论研究,并经仿真表明:基于IBF算法的拖船噪声干扰抵消技术能够有效抵消拖船辐射噪声。海试数据验证了抵消后目标信号所在方位更清晰,且能识别出弱目标信号,其抗多途效果好。该方法易于实现,抵消效果显著,具有一定的实用性和可行性。     

多波束融合BP神经网络拖船噪声抵消

拖曳线列阵声纳中,拖船噪声常常是影响声纳性能的重要因素之一。由于存在严重的多途效应,仅仅改变自适应结构难以提高拖船噪声抵消性能。因此在实际应用中,固定参考输入自适应干扰抵消技术的抵消效果一般均不理想,本文针对拖船噪声的特性,提出了一种多干扰波束融合的抵消算法,该算法具有抗多途效应效果好,可以较有效地消除拖船干扰,提高声纳的检测性能,试验数据处理结果表明它优于现有的自适应方法,且具有运算量少的优点,可望在实际声纳中得到应用。     

一种基于矢量拖曳阵的拖船干扰抵消算法

拖曳阵中的拖船干扰常常是限制目标的观测范围和检测性能的重要因素之一。在浅海环境中,由于拖船干扰存在严重的多途效应,采用传统的自适应干扰抵消方法,效果并不理想。为了抵消矢量拖曳阵的拖船干扰,利用矢量拖曳阵中振速通道正交于阵艏的分量对拖船干扰不敏感的特点,提出一种基于矢量阵的拖船干扰抵消算法。该算法抗多途干扰效果好,可以有效地抑制拖船干扰,实验数据处理结果验证了该算法的有效性,可望在实际的声纳工程中得到应用。     

拖线阵拖船噪声的MUSIC抑制技术

拖船噪声是拖曳阵声呐的主要近场噪声干扰,具有噪声强度高、扩展角度宽的特点,严重限制了拖线阵的探测能力和测角范围。针对这一问题,提出基于多重信号分类(MUSIC)的拖船噪声抑制技术,通过将拖船噪声的特征向量从信号子空间迁移到噪声子空间实现对拖船噪声的抑制。原理论证给出针对拖船噪声的MUSIC抑制技术的理论基础和实现可行性,基于海试数据的处理结果显示该方法可以消除船艏方位周围较宽角度范围内的拖船噪声,大幅降低噪声强度。实践证明该方法对拖船噪声不仅具有较强的峰值抑制能力,而且可以有效地消除多径效应导致的角度扩展,从而改善拖线阵的目标提取能力和显示效果。     

拖线阵自适应本舰噪声抵消系统

本文根据自适应噪声抵消的基本理论和拖线阵本舰噪声的时空特性,提出一种利用端射波束作参考、采用最小二乘格形算法的拖线阵自适应本舰噪声抵消系统模型。理论分析和计算机模拟表明,本系统是一个较理想的次最佳本舰噪声抵消模型。本系统对实际拖线阵试验数据的处理亦取得了较好的效果。     

拖船辐射噪声的海试数据分析及特性仿真

针对海试数据分析了拖船辐射噪声的特性,进而对拖船噪声进行了建模仿真。首先利用自相关的AR模型产生宽带连续谱噪声序列,并迭加线谱成分,构造一维时间序列,而后根据海洋环境条件以及拖线阵与拖船空间位置关系建立声传播路径模型,构建拖线阵的接收声场。仿真结果在时频特性以及空间特性上都与海试数据非常逼近。     

一种矢量拖曳阵拖船干扰抑制技术

0引言拖曳阵中的拖船干扰常常是限制目标观测范围和检测性能的重要因素之一。首先,拖船噪声时间起伏非常大,是一个非平稳随机过程,使得数据协方差矩阵特征值分散严重;其次在浅海环境下,由于声波的多途传播效应,使拖船辐射噪声的角度扩展非常严重[1-2],影响声纳在端射方向的有效观察范围;再次,拖船噪声是近程的空间相干声源。这     

四分之一波长间距阵抗拖船干扰研究

为改善拖曳线列阵声呐的尾向探测能力,降低拖船噪声对半波长间距阵尾向探测性能的制约,本文关注四分之一波长间距阵对连续波信号和带限噪声的响应。研究表明,四分之一波长间距阵具有非对称的端向指向性,与半波长间距阵相比有约20 d B的空间抑制能力,能有效抑制拖船辐射噪声干扰。本文还提出用零陷权组合传感器构成四分之一波长间距阵,理论上其抗拖船噪声干扰的效果比四分之一波长间距阵更好。     

一种被动拖曳声纳阵列信号模拟器设计

声纳基阵信号模拟器是一种实用的可仿真实际检测目标及使用环境的阵元级信号发生器。设计的被动拖曳声纳阵列信号模拟器，仿真了拖曳阵的拖船干扰时域信号和空间传播特性、目标辐射信号以及环境噪声。通过预设定拖船干扰宽带功率谱，以AR模型拟合该功率谱，利用海底、海面对声场的一次反射作用仿真了拖船干扰的空间多途信道。采用插值滤波器，解决了宽带信号阵元间延时的时延精确控制问题。     

相减式硬约束自适应抵消器的海试研究

相减式硬约束自适应的基阵系统的具较低的旁瓣和较好的方位分辨力，它的自适应逻辑不需要信吃场相关矢量的先验知识，因而结构简单，便于工程实现，本文在原有的理论将其变形的波束减的自适应低抵消器，着重从实验方面研究这种自适应抵消器的性能，利用原有声呐设备构造了一个实验系统，成功地抑制了舰壳声呐自噪声中螺旋桨噪声成分，通过处理海上试验数据，详细考察了多种算法的抵消效果，并讨论了信号检测能力。