水下航行器輻射噪聲線譜的多普勒分析

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 水下航行器輻射噪聲及海洋環(huán)境噪聲特性分析 2
1.2.1 水下航行器輻射噪聲特性及模型 2
1.2.2 海洋環(huán)境噪聲 7
1.2.3 測(cè)量系統(tǒng)自噪聲 8
1.3 噪聲源測(cè)量方法概述 8
1.3.1 通過(guò)特性方法 9
1.3.2 多普勒時(shí)頻特征分析方法 10
1.3.3 陣列噪聲源定位方法 12
1.3.4 模基處理噪聲源定位方法 12
1.4 全書(shū)內(nèi)容安排 14
參考文獻(xiàn) 16
第2章 單水聽(tīng)器噪聲源定位識(shí)別方法 21
2.1 時(shí)頻分析理論 21
2.1.1 線性時(shí)頻分析方法 22
2.1.2 Cohen類(lèi)雙線性時(shí)頻分布 24
2.1.3 仿射類(lèi)雙線性時(shí)頻分布 26
2.1.4 重排類(lèi)雙線性時(shí)頻分布 27
2.1.5 自適應(yīng)最優(yōu)核函數(shù)時(shí)頻分布 28
2.1.6 參數(shù)化時(shí)頻分析 29
2.2 單水聽(tīng)器測(cè)噪模型及定位識(shí)別方法 33
2.2.1 測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)模型 33
2.2.2 基于多普勒頻移信息的定位原理 35
2.3 試驗(yàn)測(cè)試與驗(yàn)證系統(tǒng) 37
2.3.1 水池模擬試驗(yàn)系統(tǒng) 37
2.3.2 海上測(cè)試系統(tǒng) 38
參考文獻(xiàn) 42
第3章 基于WVD的低頻線譜噪聲源分布位置估計(jì)方法 45
3.1 基于WVD內(nèi)部交叉項(xiàng)分布的多普勒定位方法 46
3.1.1 WVD及其交叉項(xiàng)特征 46
3.1.2 多普勒內(nèi)交叉項(xiàng)噪聲源定位方法 48
3.1.3 水池試驗(yàn)驗(yàn)證 51
3.2 窄帶細(xì)化WVD的快速實(shí)現(xiàn)方法 54
3.2.1 離散偽WVD的FFT實(shí)現(xiàn)方法 54
3.2.2 離散偽WVD的窄帶分析性能 55
3.2.3 局部細(xì)化CZT算法原理 56
3.2.4 窄帶WVD的CZT實(shí)現(xiàn) 57
3.2.5 運(yùn)算性能估計(jì)與比較 59
3.2.6 數(shù)值仿真 60
3.3 海上實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證分析 62
參考文獻(xiàn) 65
第4章 基于LPD變換的低頻線譜噪聲源分布位置估計(jì)方法 66
4.1 瞬時(shí)頻率變化率的多項(xiàng)式相位信號(hào)模型 66
4.1.1 瞬時(shí)頻率變化率的時(shí)頻分析方法簡(jiǎn)介 66
4.1.2 多普勒信號(hào)的多項(xiàng)式相位信號(hào)模型 67
4.2 LPD算法 69
4.2.1 LPD算法的提出 69
4.2.2 LPD離散迭代算法 70
4.2.3 算法的采樣率要求 72
4.2.4 算法迭代過(guò)程分析 74
4.3 水下航行器線譜噪聲源的位置估計(jì) 76
4.3.1 計(jì)算機(jī)仿真 77
4.3.2 海上實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證分析 79
參考文獻(xiàn) 80
第5章 基于PCT變換的低頻線譜噪聲源分布位置估計(jì)方法 82
5.1 多普勒頻移特征分析的定位識(shí)別方法 82
5.1.1 基于PCT的多普勒頻移提取 82
5.1.2 窄帶細(xì)化的PCT快速算法 85
5.1.3 交點(diǎn)法或最小二乘法估計(jì)正橫時(shí)刻 87
5.2 多普勒頻移變化率特征分析的定位識(shí)別方法 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 海上實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證分析 92
參考文獻(xiàn) 95
第6章 基于Chirplet參數(shù)化分析的線譜噪聲源位置估計(jì)方法 97
6.1 基于Chirplet時(shí)頻變換的噪聲源定位方法 98
6.1.1 多普勒信號(hào)時(shí)頻特征分析 98
6.1.2 基于線性調(diào)頻匹配的噪聲源多普勒分析方法 100
6.1.3 水池測(cè)試及仿真性能分析 103
6.2 基于Chirp-Fourier變換的多普勒定位方法 104
6.2.1 Chirp-Fourier變換原理 105
6.2.2 多普勒信號(hào)的Chirp-Fourier變換特性 106
6.2.3 多普勒信號(hào)的頻率-調(diào)頻分布特征 108
6.2.4 基于多普勒頻率-調(diào)頻分布特征的噪聲源定位方法 112
6.2.5 水池測(cè)試驗(yàn)證分析 114
6.3 多噪聲源處理仿真性能對(duì)比 115
6.4 海上實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證分析 121
參考文獻(xiàn) 123
第7章 基于?；盘?hào)處理的低頻線譜噪聲源分布位置估計(jì)方法 125
7.1 ?；盘?hào)處理基礎(chǔ) 126
7.1.1 狀態(tài)空間模型 126
7.1.2 卡爾曼濾波器原理 128
7.1.3 模基處理器設(shè)計(jì)與性能分析 130
7.2 噪聲源測(cè)量的?；幚矸椒?133
7.2.1 測(cè)量系統(tǒng)定位基本原理 133
7.2.2 系統(tǒng)狀態(tài)空間模型 134
7.2.3 非線性卡爾曼估計(jì)器 136
7.3 水下航行器同頻線譜噪聲源定位方法 141
7.3.1 同頻聲源測(cè)量系統(tǒng)模型 141
7.3.2 基于后向平滑處理的均方根 CKF處理器 142
7.3.3 仿真性能分析 145
7.3.4 海上實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證分析 151
參考文獻(xiàn) 152
第8章 圓環(huán)陣識(shí)別水下航行器低頻線譜噪聲源位置方法 154
8.1 圓環(huán)陣噪聲測(cè)量模型及定位識(shí)別方法 155
8.1.1 定位原理 155
8.1.2 方法步驟 157
8.2 圓環(huán)陣的超指向性波束形成設(shè)計(jì) 158
8.3 基于偽WVD的波束輸出信號(hào)的時(shí)頻分析 161
8.3.1 偽WVD 161
8.3.2 窄帶細(xì)化偽WVD的CZT實(shí)現(xiàn) 161
8.4 基于Chirplet變換的波束輸出信號(hào)的時(shí)頻分析 163
8.5 仿真試驗(yàn) 163
參考文獻(xiàn) 169
第9章 基于單指向性傳感器的噪聲源定位方法 170
9.1 單指向性傳感器的研究背景 170
9.2 梯度傳感器的基本原理 172
9.2.1 聲場(chǎng)中的聲壓與質(zhì)點(diǎn)振速 173
9.2.2 梯度傳感器的構(gòu)成原理 178
9.3 單指向性傳感器 184
9.3.1 單指向性傳感器原理 184
9.3.2 單指向性聲壓傳感器 186
9.3.3 單指向性質(zhì)點(diǎn)振速傳感器 188
9.4 基于單指向性傳感器的噪聲源定位模型 189
9.4.1 基于單指向性傳感器噪聲源定位原理 189
9.4.2 實(shí)驗(yàn)仿真分析 191
參考文獻(xiàn) 192