淺海多途信道中聲聚焦與聲屏蔽技術研究.pdf

1、水聲物理、信號處理和海洋環(huán)境的緊密結合是聲納技術發(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，前者是增強基陣對一個局部區(qū)域內噪聲源的接收響應，是一空間濾波技術，而后者是與前者相對的概念，降低基陣對某個局部區(qū)域內噪聲源的接收響應稱為聲屏蔽，兩者均可以通過虛擬時間反轉鏡實現(xiàn)。 聲場中的聚焦效應分為兩種機理：陣的聚焦和多途信道的聚焦。理想信道中陣的時反聚焦與近場的聚焦波束形成是異曲同工的。利用聲場聚焦效應提

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

3、段的亮點部位對應螺旋槳。 針對傳統(tǒng)的陣處理技術無法分辨同一方向上兩個點源并且聲聚焦技術無法檢測淹沒于強干擾中的期望聲源，提出了聲屏蔽技術。通過將接收的信號與干擾在頻域通過一個屏蔽、聚焦權濾波器，在對干擾屏蔽的同時實現(xiàn)對目標的聚焦，該技術可在選定的局部區(qū)域內抑制其中的聲源產(chǎn)生的相干干擾，從而改善對屏蔽區(qū)外目標的探測性能。針對目標尺寸較大，且距離較近，即不能被簡化成點源的情況，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