淺海多途信道中聲聚焦與聲屏蔽技術(shù)研究.pdf

1、水聲物理、信號處理和海洋環(huán)境的緊密結(jié)合是聲納技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。基于聲場的相干性闡述了多途信道中聲聚焦與聲屏蔽的基本原理，前者是增強(qiáng)基陣對一個(gè)局部區(qū)域內(nèi)噪聲源的接收響應(yīng)，是一空間濾波技術(shù)，而后者是與前者相對的概念，降低基陣對某個(gè)局部區(qū)域內(nèi)噪聲源的接收響應(yīng)稱為聲屏蔽，兩者均可以通過虛擬時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)。 聲場中的聚焦效應(yīng)分為兩種機(jī)理：陣的聚焦和多途信道的聚焦。理想信道中陣的時(shí)反聚焦與近場的聚焦波束形成是異曲同工的。利用聲場聚焦效應(yīng)提

2、出的聲圖測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)近場目標(biāo)的高精度定位和測量輻射噪聲源在運(yùn)動平臺及其附近的空間分布圖(聲圖)，后者對發(fā)展安靜型技術(shù)及降噪措施效果評估有重要意義，有望應(yīng)用于艦船的故障診斷，也可以指導(dǎo)先進(jìn)的被動式魚雷聲自導(dǎo)系統(tǒng)識別目標(biāo)的要害部位。虛擬時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡聲圖測量技術(shù)可以改善信道的多途效應(yīng)對聲圖的污染。仿真與海試研究驗(yàn)證了聲圖測量技術(shù)的可行性與實(shí)用性。海試研究表明：在高頻段，艦船在近場仍可以看作單亮點(diǎn)點(diǎn)源，雙體船雙槳同時(shí)工作時(shí)是雙亮點(diǎn)的，說明高頻

3、段的亮點(diǎn)部位對應(yīng)螺旋槳。 針對傳統(tǒng)的陣處理技術(shù)無法分辨同一方向上兩個(gè)點(diǎn)源并且聲聚焦技術(shù)無法檢測淹沒于強(qiáng)干擾中的期望聲源，提出了聲屏蔽技術(shù)。通過將接收的信號與干擾在頻域通過一個(gè)屏蔽、聚焦權(quán)濾波器，在對干擾屏蔽的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的聚焦，該技術(shù)可在選定的局部區(qū)域內(nèi)抑制其中的聲源產(chǎn)生的相干干擾，從而改善對屏蔽區(qū)外目標(biāo)的探測性能。針對目標(biāo)尺寸較大，且距離較近，即不能被簡化成點(diǎn)源的情況，討論了兩種展寬屏蔽區(qū)的方法：矩陣拓展法和遞推法，前者簡單