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《矢量聲場(chǎng)與矢量信號(hào)處理理論研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、哈爾濱工程大學(xué)博士學(xué)位論文矢量聲場(chǎng)與矢量信號(hào)處理理論研究姓名：王德俊申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：水聲工程指導(dǎo)教師：惠俊英20041201矢避聲凌與矢量信號(hào)處理理論磁究i黛——●■—營(yíng)黛∞‘iii薯■—■■—置葺搿焉i——一I"1篁i摘要聲傳播和信號(hào)處理模型是水聲系統(tǒng)的兩個(gè)基礎(chǔ)理論，基于矢量水聽(tīng)器的水聲系統(tǒng)也是如此。矢量水聽(tīng)器信號(hào)處理技術(shù)經(jīng)過(guò)十幾年快速發(fā)展，展示出相比于聲壓信號(hào)處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)后，它在物理和信號(hào)理論方面需要更深入的基礎(chǔ)研究，以更明確、更好地挖掘其內(nèi)在的潛力。本文嘗試在這兩方面做一些基礎(chǔ)性的探索研究。“
2、智能”水雷聲引信、目標(biāo)低噪聲輻射聲場(chǎng)測(cè)量和港口目標(biāo)聲特性監(jiān)測(cè)等場(chǎng)合均關(guān)注近程(2Km以內(nèi))聲場(chǎng)。因而，本文探討近程聲場(chǎng)的預(yù)報(bào)方法。側(cè)面波對(duì)近程聲場(chǎng)有重要貢獻(xiàn)，已發(fā)表的公開(kāi)文獻(xiàn)中僅對(duì)側(cè)面波聲場(chǎng)作近似估計(jì)，本文指出這些對(duì)側(cè)面波聲場(chǎng)的預(yù)報(bào)誤差均較大。本文給出了側(cè)面波聲場(chǎng)的精確數(shù)值預(yù)報(bào)方法，從而有可能較精確預(yù)報(bào)近程聲場(chǎng)。只有在近程聲壓場(chǎng)精確預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上才能用數(shù)值差分法計(jì)算振速場(chǎng)，本文的近程聲場(chǎng)預(yù)報(bào)方法符合此要求。由于矢量傳感器正逐步被推廣應(yīng)用，對(duì)近程矢量場(chǎng)增加了解是必須的。本文通過(guò)數(shù)值計(jì)算，初步描繪了振速場(chǎng)的物理圖像
3、。本文對(duì)比了波動(dòng)理論、簡(jiǎn)正波聲場(chǎng)和射線模型的聲場(chǎng)預(yù)報(bào)結(jié)果，給出了后二種方法的近似程度。僅考慮簡(jiǎn)正波聲場(chǎng)僅適合遠(yuǎn)程聲場(chǎng)預(yù)報(bào)，它不適合近程聲場(chǎng)預(yù)報(bào)。射線模型適合高頻聲場(chǎng)的預(yù)報(bào)，當(dāng)kh>100時(shí)射線模型聲場(chǎng)預(yù)報(bào)有足夠高的近似精度。本文另一部分內(nèi)容討論矢量信號(hào)處理的基礎(chǔ)理論。基于聲能流的方法，解決了聲壓信號(hào)處理固有的部分缺陷，提高了處理增益和方位估計(jì)精度，試驗(yàn)證明是比較實(shí)用的方法。對(duì)這種方法作理論建模是必要的，是有實(shí)際意義的。本文推導(dǎo)了矢量水聽(tīng)器頻域測(cè)量模型和模型參數(shù)。該測(cè)量模型便于推導(dǎo)互譜、平均聲強(qiáng)以及方位估計(jì)的概
4、率密度，進(jìn)而深入分析矢量信號(hào)處理方法的性能。根據(jù)頻域測(cè)量模型，推演得到互譜、平均聲強(qiáng)等聲能流的概率密度公式，飧爾濱工撩大學(xué)博士學(xué)位論文一III———ii萱—■鼉——●■■—■—i
5、黛嗣■■■■——■—■宣嘣麟蕾ii—■■葺i鼉i宣———■——鼉黼鞫iii■躺進(jìn)而理論分析ROC(接收機(jī)工作特性)曲線和矢量陣增益。各向同性噪聲場(chǎng)中，聲能瀛眈聲悉ROC縫麓高4dB。矢量陣增益高于聲壓陣；高儲(chǔ)嗓眈條件下，高階波束形成的增益高于聲能流波束形成。裰據(jù)頒域鍘囂模鍪，報(bào)演得鬟聲麓瀛方位估計(jì)靜概率密度公式，以及方位估計(jì)的黨拉美
6、-羅下界(CRLB)。指出低傣噪比條件下，方位估計(jì)存在有偏臻象；譜綴信噪魄窩于7dB／Hz，燕無(wú)傣最大戧熬傣計(jì)置德計(jì)精度遮到CRLB。本文近程聲場(chǎng)研究和信號(hào)處理理論研究與仿真研究結(jié)論一致，與海(湖)試結(jié)采合鬟圭氌一戮。本文緒論部分介紹了矢量水昕器相關(guān)理論技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，綜述了國(guó)內(nèi)井遂方瑟熬發(fā)震、挾凝，鑲讀毒袁一個(gè)全瑟戇基本斡了鰓。關(guān)鍵詞：矢量水聽(tīng)器；矢鬃聲場(chǎng)；矢量信號(hào)處理；Pekeris波導(dǎo)；側(cè)面波；矢避水聽(tīng)器頻域模型；聲艟流；概率密度；水聲工程1I矢燕聲場(chǎng)奄矢量攘弩處理理論騷變AbstractSoundpr
7、opagationandsignalprocessingmodelarethetwofundamentaltheoriesofunderwateracousticsystems，whicharethesametothatbasedonvectorhydrophone．Ⅵmenvectorsensorprocessingtechniqueshaveshownmanyadvantagesthanpressureaftermorethantenyearsofrapiddevelopment，itisnecessar
8、ytodomorefundernlemalresearchesonphysicsandsignaltheorytoexplorethepotentialofvectorhydrophonemorespecificallyandeffectively．Weattempttomakeprobefundermentallyinabovetwoespectsinthethesis．Neardistanceacousticfieldsarepayedattentioninintelligentacousticminea
9、ndthemeasurementoftranquiltargets’radiatefieldandacousticfeaturemonitoroftargetsinthehaven，eto．SointhethesismethodsofacousticfieldprognosisofneardistancearediSCHSSed．Lateralwavecontributesgreatlytonear
