Page 46 - 《应用声学》2020年第4期
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             3.1.2 纵倾角变化                                       在尾部区域,其只取决于 UUV 平台设计参数。对
                 纵倾角服从 α ∼ U(−10 , 10 ) 的均匀分布,                 于海面反射噪声,图 7 中横滚角的变化对其影响很
                                            ◦
                                        ◦
             γ = 0 ,h = 5 m,仿真结果如图 8(b)、图 8(c)                 小;图 8 中海面反射噪声方位与纵倾角呈现相同的
                   ◦
             所示。                                               变化趋势,表明纵倾角可以直接影响噪声所在方
                                                               位;图 9 中,当 UUV 深度较浅时,深度的变化会导
                                                               致强烈的海面反射噪声方位变化,但当深度达到
                                                               一定程度后,其影响能力减弱,并逐渐趋于正横
                  50           50            50
                                                               方向。

                 100           100          100                3.2  噪声源信号的相关性分析
                ௑ᫎ/s          ௑ᫎ/s         ௑ᫎ/s                    采用逆波束形成的方法来进行干扰噪声的抵

                 150           150          150                消,其得到的噪声信号与噪声源信号的相关性越
                                                               强,则提取的噪声信号更接近于噪声源信号,那

                 200           200          200                么干扰抵消效果会更好。通过常规逆波束形成和
                                                               本文的聚焦逆波束形成能得到各个阵元上的海面
                                                               反射噪声,下面分析它们与仿真直达噪声的相关
                 250           250          250
                    -5 0 5       -50 0 50      -50 0 50
                                                               性。平台参数设置:d = 0.1875 m,R = 2.3102 m,
                    ጫϚᝈ α/(°)      வͯ/(°)       வͯ/(°)
                                                               r = 0.7695 m,M = 24,采样频率为 20 kHz,声速为
                    (a) ጫϚᝈ      (b) ᄰ᣺٪ܦ    (c) ๒᭧Ԧ࠱٪ܦ
                                                               1460 m/s,某一时刻 UUV 深度 h = 7.8911 m,纵倾
                     图 8  纵倾角变化下的噪声方位历程图
                                                               角 α = −0.8281 ,横滚角 γ = 2.3906 ,在没有目标
                                                                             ◦
                                                                                                ◦
               Fig. 8 The bearing time record of noise under the
                                                               存在的情况下,螺旋桨桨叶数为 5,转速为 5 r/s,经
               change of pitch angle
                                                               宽带噪声调制后的得到噪声源辐射信号,以第 1 个
             3.1.3 深度变化                                        阵元为例进行相关性分析对比,如图 10 所示,相关
                 深度服从图 9(a) 所示,α = 0 、γ = 0 ,仿真结               系数经过了归一化,很明显通过本文的聚焦逆波束
                                                  ◦
                                           ◦
             果如图9(b)、图9(c)所示。                                  形成得到的海面反射噪声与直达噪声的相关性比
                 观察图 7、图 8 和图 9,无论 UUV 的深度、纵倾                  常规波束形成更强,表明本文的方法所提取的噪声
             角和横滚角如何变化,直达噪声的方位一直稳定                             信号更有利于自噪声干扰抵消。

                                                                     1.0
                                                                                            ࣢᜻ᤤฉౌॎੇ
                                                                                            ᐑཥᤤฉౌॎੇ
                                                                     0.8
                  50           50            50                      0.6


                 100           100          100                     ॆʷӑᄱТጇ஝  0.4
                ௑ᫎ/s          ௑ᫎ/s         ௑ᫎ/s

                 150           150          150                      0.2
                                                                      0
                 200           200          200
                                                                       100     150     200     250     300
                                                                                    ௑ᫎ/᧔ನག
                 250           250          250
                    20 60 100    -50 0 50      -50 0 50
                                                                             图 10  相关性分析对比
                     ງए/m          வͯ/(°)       வͯ/(°)
                                                                 Fig. 10 Comparison for the analysis of correlation
                     (a) ງए      (b) ᄰ᣺٪ܦ    (c) ๒᭧Ԧ࠱٪ܦ
                                                               3.3  噪声抵消方法仿真
                     图 9  深度变化下的噪声方位历程图
               Fig. 9 The bearing time record of noise under the   通过构造舷侧阵阵元接收信号,对尾部自噪
               change of depth                                 声进行干扰抵消仿真。不考虑海面反射损失以及
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