Page 22 - 《应用声学》2020年第6期

816 2020 年 11 月

4.2 拖曳阵ANC仿真 波导中的传播更加稳定，更加容易被识别；另外，高
本节对 UUV 拖曳阵 ANC 进行仿真，相位抖动 阶模态对应的深度函数有较多的波腹和波节，在模
滤波的预处理将在实验数据处理中进行研究。干扰 态匹配时引入高阶模态实际上降低了匹配算法的
信号是实验中首阵元测量的自噪声信号，并对其进 稳健性。图 8 中的深度估计是选择 1 ∼ 4 阶模态的
行窄带滤波，通带频率设置为 [140 Hz, 160 Hz]。将 结果。
滤波后的窄带噪声叠加到 4.1 节无自噪声干扰的仿 1.0
真数据中，得到自噪声干扰下的仿真接收信号，单
0.8
通道功率谱如图 6 所示。从图 6 中可以看出，UUV
自噪声的中心频率为 152.5 Hz，与仿真的目标线谱 ॆʷӑҪဋ៨ࠛए 0.6
接近，由于 UUV自噪声能量较强，因此在功率谱上， 0.4 ᄬಖጳ៨
目标线谱已经不明显。将经过抗干扰预处理的模态
0.2
估计结果和深度估计结果与未经抗干扰预处理的
0
结果进行对比，如图7和图8 所示。通过对比可以看 140 145 150 155 160
ᮠဋ/Hz
出，抗干扰预处理改善了波数谱和目标深度估计结
果，但与无干扰情况下的模态估计结果相比，丢失了 图 6 自噪声干扰下仿真信号功率谱
最高阶模态。在实际应用中选择模态匹配的模态阶 Fig. 6 The power spectrum of simulated signal
数时，通常只选择低阶模态，这是因为低阶模态在 under self-noise interference

5 5
വগͥᝠፇ౧ വগͥᝠፇ౧
ေ᝷വগѬ࣋ ေ᝷വগѬ࣋
0 0
-5 -5
ࣨϙ/dB -10 ࣨϙ/dB -10

-15 -15

-20 -20
-25 -25
0.50 0.55 0.60 0.65 0.50 0.55 0.60 0.65
ฉ஝/m -1 ฉ஝/m -1
(a) ళፃANC (b) ፃ᣿ANC
图 7 模态估计波数谱
Fig. 7 The estimated wavenumber spectrum with and without ANC

0 0

10 10

ງए/m 20 ງए/m 20

30 30

40 40

0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8
വগӜᦡए വগӜᦡए
(a) ళፃANC (b) ፃ᣿ANC
图 8 深度估计
Fig. 8 The target depth estimation with and without ANC