基于相位共軛法對噪聲源進(jìn)行成像和分離研究.pdf

1、隨著軍事科技的不斷發(fā)展，船舶噪聲逐漸成為影響艦船安全的關(guān)鍵因素，對船舶噪聲進(jìn)行控制需要首先獲取噪聲源的相關(guān)信息，然而海洋聲場環(huán)境復(fù)雜多變，導(dǎo)致現(xiàn)有對噪聲源進(jìn)行識(shí)別的方法均存在一定的問題，相位共軛方法不需要噪聲源的任何先驗(yàn)信息，在復(fù)雜環(huán)境下對噪聲源的識(shí)別和成像方面有很大的優(yōu)越性。目前相位共軛方法對多目標(biāo)噪聲源共同存在的復(fù)雜聲場的研究還比較少，本文利用相位共軛方法對多個(gè)目標(biāo)噪聲源進(jìn)行識(shí)別和分離并通過聲學(xué)貢獻(xiàn)量分析確定主要噪聲源。具體研究內(nèi)容

2、如下:
　　采用不同陣列對單個(gè)點(diǎn)聲源的基本聚焦特性進(jìn)行了數(shù)值仿真計(jì)算。結(jié)果表明:基于聲壓梯度測量的PCD方法計(jì)算相位共軛聲場時(shí)聲源的聚焦效果最好，在近場可以突破聲波的衍射極限（0.5λ）;螺旋槳型陣列可以在獲得同樣分辨率（0.28λ）的情況下利用較少的陣元個(gè)數(shù)獲得較高的識(shí)別精度，滿足工程應(yīng)用。
　　采用相位共軛方法對兩個(gè)點(diǎn)聲源共同存在的復(fù)雜聲場進(jìn)行了成像和分離研究。首先探討了陣列形式對聲源聚焦和識(shí)別的影響，其次研究了強(qiáng)度不同

3、及頻率不同時(shí)，兩個(gè)點(diǎn)聲源的識(shí)別分辨特性。結(jié)果表明:對于多目標(biāo)噪聲源，同樣是基于偶極子源的聲壓梯度測量方法(PCD)得到的分辨效果最好;在陣元間距以及陣列法線方向與聲源距離相同時(shí)，采用平面陣列時(shí)獲得的聲場識(shí)別精度最高;陣列法線方向與聲源距離越近，相位共軛方法對聲源的識(shí)別和分離越精確，聲源間距越大，聲源的分離效果越好;當(dāng)聲源間距d=λ，陣列法線方向與聲源距離z=0.1λ時(shí)，PCD方法可以清晰地識(shí)別分離出兩個(gè)聲源，完全沒有偽聲源的干擾，z≥1

4、.5λ時(shí)兩個(gè)聲源無法分離;兩個(gè)聲源實(shí)現(xiàn)分離的間距與陣列法向與聲源的測量距離有關(guān)，當(dāng)陣列法線方向與聲源距離z=0.1λ時(shí)，可以識(shí)別的聲源間距最小為0.8λ;對于聲源強(qiáng)度不同的兩個(gè)點(diǎn)聲源，PCD方法識(shí)別得到的幅值比結(jié)果更準(zhǔn)確;對于兩個(gè)頻率不同的點(diǎn)聲源共同存在的聲場，相位共軛方法對高頻聲源的識(shí)別效果較好。
　　基于相位共軛方法對復(fù)雜目標(biāo)聲場進(jìn)行了聲學(xué)貢獻(xiàn)量分析。在對不同強(qiáng)度的兩個(gè)點(diǎn)聲源聲場和平板聲源聲場識(shí)別的研究基礎(chǔ)上，選取目標(biāo)場點(diǎn)并分