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矢量阵宽带恒定束宽波束形成方法研究

作　者: 杨松涛
导　师: 时胜国
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 水声工程
关键词: 辐射噪声测量恒定束宽波束形成 Notch滤波器
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 42次
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内容摘要

水下目标辐射噪声为宽带信号，这就要求辐射噪声测量方法采用宽带信号处理技术。宽带恒定束宽波束形成方法是辐射噪声测量技术的重要组成部分。矢量阵波束形成技术结合恒定束宽波束形成方法，在辐射噪声测量的过程中越来越重要。论文对声压阵恒定束宽波束形成方法和矢量阵恒定束宽波束形成方法分别进行了研究分析。在研究声压阵波束形成理论的基础上，结合利用Notch滤波器进行参数估计和离线重构信号的原理，建立声压阵基于Notch滤波器窄带波束形成方法。通过对不同频率的信号进行不同大小的相位补偿，建立基于Notch滤波器宽带恒定束宽波束形成方法。不过，声压阵波束形成存在“左右模糊”的问题，限制了声压阵恒定束宽波束形成方法的应用。矢量阵波束形成通过声压与振速的组合消除了“左右模糊”现象，并且阵列增益高于声压阵。通过理论分析和仿真对比，验证矢量阵宽带恒定束宽波束形成方法的有效性，及相对声压阵恒定束宽波束形成方法的优越性。最后针对基于Notch滤波器宽带恒定束宽波束形成方法设计水池实验，对水池实验数据进行处理分析。实验结果表明，基于Notch滤波器宽带恒定束宽波束形成具有较好的恒定束宽效果。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-12
  1.1 课题背景  9
  1.2 水下目标辐射噪声测量方法  9-10
  1.3 矢量水听器发展概况  10
  1.4 恒定束宽波束形成技术概况  10-11
  1.5 论文研究内容  11-12
第2章声压阵宽带恒定束宽波束形成方法研究  12-27
  2.1 波束形成原理  12-16
    2.1.1 波束形成基本原理  12-13
    2.1.2 窄带波束形成  13-15
    2.1.3 宽带波束形成  15-16
  2.2 基于自适应 Notch 滤波器窄带波束形成方法  16-22
    2.2.1 自适应 Notch 滤波器工作原理  16-17
    2.2.2 利用 Notch 滤波器进行参数估计  17-20
    2.2.3 基于自适应 Notch 滤波器窄带波束形成  20-21
    2.2.4 基于自适应 Notch 滤波器窄带波束形成方法仿真研究  21-22
  2.3 基于自适应 Notch 滤波器宽带恒定束宽波束形成方法  22-25
    2.3.1 宽带恒定束宽波束形成的概念  22
    2.3.2 恒定束宽设计思想  22-23
    2.3.3 基于自适应 Notch 滤波器宽带恒定束宽波束形成方法  23
    2.3.4 恒定束宽方法效果验证  23-25
    2.3.5 恒定束宽方法空间滤波能力的验证  25
  2.4 本章小结  25-27
第3章矢量阵宽带恒定束宽波束形成方法研究  27-40
  3.1 矢量阵波束形成原理  27-34
    3.1.1 矢量水听器信号处理模型  27-29
    3.1.2 矢量水听器指向性  29-30
    3.1.3 矢量阵不同组合形式指向性  30-32
    3.1.4 矢量阵不同组合形式阵增益分析  32-34
  3.2 矢量阵窄带波束形成  34-36
    3.2.1 常规波束形成  34
    3.2.2 基于自适应 Notch 滤波器窄带波束形成方法  34-36
  3.3 矢量阵宽带恒定束宽波束形成  36-38
    3.3.1 常规波束形成  37
    3.3.2 基于自适应 Notch 滤波器恒定束宽波束形成  37-38
  3.4 本章小结  38-40
第4章声压阵恒定束宽波束形成方法实验研究  40-60
  4.1 单声源实验概况  40-42
  4.2 双声源实验概况  42-44
  4.3 声压阵指向性验证  44-47
  4.4 单声源实验结果分析  47-53
  4.5 低信噪比时单声源实验结果分析  53-56
  4.6 非正衡方向入射时单声源实验结果分析  56-59
  4.7 双声源实验结果分析  59
  4.8 本章小结  59-60
结论  60-61
参考文献  61-65
致谢  65

矢量阵宽带恒定束宽波束形成方法研究

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