基于光纖矢量水聽器的海洋環(huán)境噪聲特性研究.pdf

1、海洋環(huán)境噪聲場(chǎng)是海洋中的固有聲場(chǎng)，它是海洋環(huán)境的鑒別特征；也對(duì)探測(cè)聲信號(hào)構(gòu)成干擾。因此，我們既可以利用海洋環(huán)境噪聲進(jìn)行海洋參數(shù)反演；又可以利用海洋環(huán)境噪聲在一定尺度內(nèi)不相關(guān)的特性，通過布陣抑制海洋環(huán)境噪聲提高聲納設(shè)備的信號(hào)檢測(cè)概率。對(duì)于矢量水聽器，其固有的偶極子指向性，可以有效抑制各向同性噪聲，不同方向質(zhì)點(diǎn)振速的測(cè)量可將噪聲場(chǎng)分解為水平和垂直方向進(jìn)行研究。與普通矢量水聽器相比，光纖矢量水聽器具有靈敏度高、傳輸損耗小、組網(wǎng)便利、便于長(zhǎng)時(shí)間

2、監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。本文基于光纖矢量水聽器對(duì)海洋環(huán)境噪聲場(chǎng)的相關(guān)特性、譜特性和指向性進(jìn)行了理論分析、建模仿真和試驗(yàn)研究：
　　1、推導(dǎo)了單點(diǎn)和垂直均勻線列陣的聲壓和質(zhì)點(diǎn)振速的相關(guān)矩陣；系統(tǒng)闡述了表征海洋環(huán)境噪聲矢量場(chǎng)譜特性的噪聲譜級(jí)、相干函數(shù)、相干場(chǎng)和擴(kuò)散場(chǎng)、相位譜等基本概念和物理意義；推導(dǎo)了考慮振速通道自噪聲情況下各向同性噪聲場(chǎng)中矢量水聽器的空間增益。
　　2、建立了基于拋物方程的海洋環(huán)境噪聲矢量場(chǎng)模型，并對(duì)點(diǎn)源和表面噪聲源進(jìn)行了

3、水平相關(guān)性、垂直相關(guān)性、垂直指向性和噪聲譜級(jí)的仿真，驗(yàn)證了模型的正確性。
　　3、通過矢量波束形成方法仿真研究了海洋環(huán)境噪聲場(chǎng)指向性的特性，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理：說明淺海近岸水平噪聲，無(wú)雨時(shí)主要來(lái)自開闊外海，大雨時(shí)接近于各向同性；分析了指向性與空間增益之間的關(guān)系。
　　4、進(jìn)行了單基元四分量光纖矢量水聽器淺海環(huán)境噪聲的海上測(cè)量試驗(yàn)，并對(duì)無(wú)雨和大雨的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比：無(wú)雨時(shí)，200Hz以下聲壓軸和X軸相干系數(shù)較大，有沿X軸方