发明名称 一种舰船线谱噪声源纵向分布特性测量方法
摘要 本发明提供了一种舰船线谱噪声源纵向分布特性测量方法,先把采集得到的水听器接收信号做快速傅立叶变换分析频谱,分离出存在线谱的小区域信号,复数化得到多普勒解析信号;得到待分析的多普勒信号并做WVD:得到舰船上各低频线谱噪声源通过测量水听器时的正横时刻估计值;利用各噪声源和信标源通过测量水听器正横时刻的时间差,结合舰船运动速度确定舰船上纵向分布的各噪声源位置。本发明实施简单,测量精度比通过特性法要高。
申请公布号 CN103293515B 申请公布日期 2015.07.15
申请号 CN201210470328.0 申请日期 2012.11.19
申请人 西北工业大学 发明人 杨益新;徐灵基
分类号 G01S5/18(2006.01)I 主分类号 G01S5/18(2006.01)I
代理机构 西北工业大学专利中心 61204 代理人 顾潮琪
主权项 一种舰船线谱噪声源纵向分布特性测量方法,其特征在于包括下述步骤:第一步,在舰船上任意固定位置L<sub>c</sub>处布放一个水声同步定位仪作为信标源,舰船以速度v做匀速直线航行,水下声速为c,测量水听器与舰船运动轨迹的正横距离为R<sub>0</sub>,测量水听器接收舰船辐射的声信号,并将其转换成电压信号s(t),0<t≤T,T表示数据记录的时间长度;第二步,先把采集得到的水听器接收信号s(t)做快速傅立叶变换分析频谱,找到信号中存在的低频线谱,其频率<img file="FDA0000652403840000011.GIF" wi="264" he="85" />m=1,2,…,M,M表示低频线谱的个数,通过带通滤波器分离出存在线谱的频带宽度为<img file="FDA0000652403840000012.GIF" wi="168" he="85" />各个小区域信号,得到各个低频线谱噪声源多普勒信号s<sub>m</sub>(t),m=1,2,…,M;将s<sub>m</sub>(t)复数化得到多普勒解析信号z<sub>m</sub>(t)=s<sub>m</sub>(t)+jH[s<sub>m</sub>(t)],H[s<sub>m</sub>(t)]表示信号s<sub>m</sub>(t)的希尔伯特变换;第三步,获得各低频线谱噪声源的正横时刻预估计值t′<sub>m0</sub>后,按公式<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mfenced open='{' close=''><mtable><mtr><mtd><mn>0</mn><mo>&lt;</mo><mi>t</mi><mo>&lt;</mo><msubsup><mrow><mn>2</mn><mi>t</mi></mrow><mrow><mi>m</mi><mn>0</mn></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup></mtd><mtd><msubsup><mi>t</mi><mrow><mi>m</mi><mn>0</mn></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><mo>&le;</mo><mi>T</mi><mo>/</mo><mn>2</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>2</mn><msubsup><mi>t</mi><mrow><mi>m</mi><mn>0</mn></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><mo>-</mo><mi>T</mi><mo>&lt;</mo><mi>t</mi><mo>&le;</mo><mi>T</mi></mtd><mtd><msubsup><mi>t</mi><mrow><mi>m</mi><mn>0</mn></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><mo>></mo><mi>T</mi><mo>/</mo><mn>2</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced>]]></math><img file="FDA0000652403840000013.GIF" wi="570" he="158" /></maths>截取z<sub>m</sub>(t)得到待分析的多普勒信号z′<sub>m</sub>(t);接着对截取后的多普勒信号z′<sub>m</sub>(t)做WVD:<img file="FDA0000652403840000014.GIF" wi="913" he="148" />其中t为时间,f为频率,τ为时延,*表示共轭,得到多普勒信号能量关于时间频率的分布;利用能量峰值检测方法<img file="FDA0000652403840000015.GIF" wi="650" he="117" />得到舰船上各低频线谱噪声源通过测量水听器时的正横时刻估计值<img file="FDA0000652403840000016.GIF" wi="89" he="81" />第四步,水声同步定位仪可以获得已知位置L<sub>c</sub>信标源通过测量水听器时的正横时刻t<sub>c0</sub>和舰船运动速度ν,利用各噪声源和信标源通过测量水听器正横时刻的时间差,结合舰船运动速度ν,可确定舰船上纵向分布的各噪声源位置<img file="FDA0000652403840000017.GIF" wi="450" he="91" />
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