空间各向同性均匀噪声场中的子阵输出噪声相关性

阵列分子阵后由于子阵存在方向性,导致子阵输出噪声相关系数以及相关半径难以准确估计,从而严重影响阵列性能。针对这一问题,提出了共线子阵在空间各向同性均匀噪声场中输出噪声相关系数的解析计算方法。将噪声相关性计算公式中的波束响应项用子阵加权向量表示,再利用共线子阵的对称性对双重积分进行化简,最终得到不含积分项的解析解。利用该方法,分析了子阵不同参数对输出噪声相关性以及子阵波束形成的影响,结果表明,子阵阵元数、子阵的波束指向角以及子阵中心间距的对输出噪声相关性有重要影响,而子阵波束的旁瓣对噪声相关性的影响较小。数值仿真验证了噪声相关性计算方法的有效性以及相关结论的正确性。

Cron与Sherman模型海洋环境噪声场数值模拟方法

基于Cron与Sherman海洋环境噪声场理论模型,用数值模拟方法分别实现了各向同性噪声场和表面效应噪声场的建模,详细阐述了数值模拟方法的步骤和运算规律,通过对噪声源的分布密度和方式进行合理选择以及精确的时延滤波器设计,利用数值模拟方法可以产生空间任意接收点处的噪声场数据。仿真结果显示数值模拟方法产生的各向同性和各向异性噪声场的空间相关性特性与理论分析基本一致,表明该方法是正确有效的。

压差矢量水听器阵波束形成的优化

以各向同性噪声作为背景噪声场,对矢量水听器阵波束形成的优化方法进行了系统的研究。在分析各向同性噪声场中声压、振速相关性的基础上,利用最大信噪比准则推导了基阵的最佳增益与噪声场特性和阵列流形之间的关系,提出利用最佳增益权对阵列接收信号进行波束形成处理。通过对矢量水听器阵进行分解,将最佳增益波束形成引入矢量阵信号处理中。以二维压差矢量水听器阵作为接收基阵进行了仿真计算和湖上试验,结果表明,矢量阵的最佳增益波束形成可以获得性能更优的波束和更大的空间处理增益。