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。     

拖船噪声对拖线阵声呐的干扰特性分析

针对拖船自噪声影响线列阵探测性能的问题，文章研究了浅海和深海环境下线列阵对拖船自噪声的波束响应。仿真结果表明，浅海环境下拖船自噪声会在0°~20°的方位区间内产生干扰，深海环境下会在0°~20°和60°~90°两个方位区间内产生干扰，并给出了最大波束响应偏离端射方向和深海环境下远离端射方向干扰出现的主要原因。海试数据处理结果证明，深海环境下拖船自噪声确实会在相应的方位区间内产生干扰。拖船干扰在不同环境下特性分析的结果有望应用于拖船自噪声抑制算法的研究。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

自适应宽带多途干扰抵消的实时处理算法

拖线声呐拖船噪声是一个典型的宽带多途干扰,在自适应干扰抵消技术中,宽带多途博物 是一大难点。本文通过多途信道模型分析,研究了时域ＡＩＣ和频域ＡＩＣ抗多途干扰和适用条件。着重介绍了在拖线阵声呐自适应拖船噪声抵消中实际采用的,一种批处理变换域自适应干扰抵消的实进处理算法。     

转向机动条件下的拖线阵WP模型适用性研究

阵形估计是拖曳阵声呐在拖船转向机动情况下不能回避的问题。已知的Water-Pulley(WP)模型所需信息易于获取,运算复杂度小并且可以预判阵形,在工程实际中有一定应用价值。但WP模型稳健性有限,阵形估计效果受拖船机动情况影响较大。为探究WP模型适用性以指导拖船机动避免模型失效,首先通过计算机仿真证明拖船转弯半径是最主要的影响因素;然后提出一种以最大测向误差和最大增益损失为模型适用准则,结合某船旋回特性以指导拖船机动的方法;最后分析了存在水流扰动时应注意的拖船机动情况。     

用于动态光散射颗粒测量的迭代CONTIN算法

恰当地调整动态光散射颗粒测量反演算法的反演范围,使之趋近真实颗粒分布范围是改善反演结果的主要途径之一。目前通用的CONTIN算法尚没有自动调整反演范围的能力,反演质量还有待提高。因此,提出了一种自动调整反演范围的迭代CONTIN算法,并通过动态光散射数值模拟分析,比较了在无噪声和多种噪声水平影响下CONTIN算法和迭代CONTIN算法对单分散和双分散颗粒系的反演结果。研究表明,迭代CONTIN算法与CONTIN算法相比,在反演分布峰值位置、峰宽度、峰对称性、双峰识别能力以及抗噪声干扰等方面都具有明显优势。