水下航行器辐射噪声线谱的多普勒分析
作者：杨益新，杨龙，徐灵基 著
出版时间： 2019年版
内容简介
水下航行器辐射噪声是水声探测与识别的重要信息源，严重影响航行器的隐蔽性，同时也会对航行器自身所搭载的水声设备造成干扰，是当前威胁水下航行器安全和影响其战斗力的重要因素。《水下航行器辐射噪声线谱的多普勒分析》通过对水下航行器辐射噪声线谱的多普勒分析，来实现对线谱噪声源分布位置的估计，为水下航行器减振降噪措施提供坚实的理论支持，对航行器声隐身性能的提高具有重要的意义。
目录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 水下航行器辐射噪声及海洋环境噪声特性分析 2
1.2.1 水下航行器辐射噪声特性及模型 2
1.2.2 海洋环境噪声 7
1.2.3 测量系统自噪声 8
1.3 噪声源测量方法概述 8
1.3.1 通过特性方法 9
1.3.2 多普勒时频特征分析方法 10
1.3.3 阵列噪声源定位方法 12
1.3.4 模基处理噪声源定位方法 12
1.4 全书内容安排 14
参考文献 16
第2章 单水听器噪声源定位识别方法 21
2.1 时频分析理论 21
2.1.1 线性时频分析方法 22
2.1.2 Cohen类双线性时频分布 24
2.1.3 仿射类双线性时频分布 26
2.1.4 重排类双线性时频分布 27
2.1.5 自适应最优核函数时频分布 28
2.1.6 参数化时频分析 29
2.2 单水听器测噪模型及定位识别方法 33
2.2.1 测量系统的信号模型 33
2.2.2 基于多普勒频移信息的定位原理 35
2.3 试验测试与验证系统 37
2.3.1 水池模拟试验系统 37
2.3.2 海上测试系统 38
参考文献 42
第3章 基于WVD的低频线谱噪声源分布位置估计方法 45
3.1 基于WVD内部交叉项分布的多普勒定位方法 46
3.1.1 WVD及其交叉项特征 46
3.1.2 多普勒内交叉项噪声源定位方法 48
3.1.3 水池试验验证 51
3.2 窄带细化WVD的快速实现方法 54
3.2.1 离散伪WVD的FFT实现方法 54
3.2.2 离散伪WVD的窄带分析性能 55
3.2.3 局部细化CZT算法原理 56
3.2.4 窄带WVD的CZT实现 57
3.2.5 运算性能估计与比较 59
3.2.6 数值仿真 60
3.3 海上实测数据验证分析 62
参考文献 65
第4章 基于LPD变换的低频线谱噪声源分布位置估计方法 66
4.1 瞬时频率变化率的多项式相位信号模型 66
4.1.1 瞬时频率变化率的时频分析方法简介 66
4.1.2 多普勒信号的多项式相位信号模型 67
4.2 LPD算法 69
4.2.1 LPD算法的提出 69
4.2.2 LPD离散迭代算法 70
4.2.3 算法的采样率要求 72
4.2.4 算法迭代过程分析 74
4.3 水下航行器线谱噪声源的位置估计 76
4.3.1 计算机仿真 77
4.3.2 海上实测数据验证分析 79
参考文献 80
第5章 基于PCT变换的低频线谱噪声源分布位置估计方法 82
5.1 多普勒频移特征分析的定位识别方法 82
5.1.1 基于PCT的多普勒频移提取 82
5.1.2 窄带细化的PCT快速算法 85
5.1.3 交点法或最小二乘法估计正横时刻 87
5.2 多普勒频移变化率特征分析的定位识别方法 89
5.2.1 基于PCT的方法 89
5.2.2 基于LPD的方法 89
5.3 性能分析 89
5.4 海上实测数据验证分析 92
参考文献 95
第6章 基于Chirplet参数化分析的线谱噪声源位置估计方法 97
6.1 基于Chirplet时频变换的噪声源定位方法 98
6.1.1 多普勒信号时频特征分析 98
6.1.2 基于线性调频匹配的噪声源多普勒分析方法 100
6.1.3 水池测试及仿真性能分析 103
6.2 基于Chirp-Fourier变换的多普勒定位方法 104
6.2.1 Chirp-Fourier变换原理 105
6.2.2 多普勒信号的Chirp-Fourier变换特性 106
6.2.3 多普勒信号的频率-调频分布特征 108
6.2.4 基于多普勒频率-调频分布特征的噪声源定位方法 112
6.2.5 水池测试验证分析 114
6.3 多噪声源处理仿真性能对比 115
6.4 海上实测数据验证分析 121
参考文献 123
第7章 基于模基信号处理的低频线谱噪声源分布位置估计方法 125
7.1 模基信号处理基础 126
7.1.1 状态空间模型 126
7.1.2 卡尔曼滤波器原理 128
7.1.3 模基处理器设计与性能分析 130
7.2 噪声源测量的模基处理方法 133
7.2.1 测量系统定位基本原理 133
7.2.2 系统状态空间模型 134
7.2.3 非线性卡尔曼估计器 136
7.3 水下航行器同频线谱噪声源定位方法 141
7.3.1 同频声源测量系统模型 141
7.3.2 基于后向平滑处理的均方根 CKF处理器 142
7.3.3 仿真性能分析 145
7.3.4 海上实测数据验证分析 151
参考文献 152
第8章 圆环阵识别水下航行器低频线谱噪声源位置方法 154
8.1 圆环阵噪声测量模型及定位识别方法 155
8.1.1 定位原理 155
8.1.2 方法步骤 157
8.2 圆环阵的超指向性波束形成设计 158
8.3 基于伪WVD的波束输出信号的时频分析 161
8.3.1 伪WVD 161
8.3.2 窄带细化伪WVD的CZT实现 161
8.4 基于Chirplet变换的波束输出信号的时频分析 163
8.5 仿真试验 163
参考文献 169
第9章 基于单指向性传感器的噪声源定位方法 170
9.1 单指向性传感器的研究背景 170
9.2 梯度传感器的基本原理 172
9.2.1 声场中的声压与质点振速 173
9.2.2 梯度传感器的构成原理 178
9.3 单指向性传感器 184
9.3.1 单指向性传感器原理 184
9.3.2 单指向性声压传感器 186
9.3.3 单指向性质点振速传感器 188
9.4 基于单指向性传感器的噪声源定位模型 189
9.4.1 基于单指向性传感器噪声源定位原理 189
9.4.2 实验仿真分析 191
参考文献 192
