一、Theoretical analysis and experimental research on port/starboard discrimination in towed line array（论文文献综述）
朱辉庆,张海生[1]（2020）在《拖曳线列阵若干关键技术综述》文中进行了进一步梳理拖曳线列阵声呐具有工作频率低、声学孔径大和受拖曳平台辐射噪声影响小等优点,在反潜战中发挥重要作用。文章对压电阵和光纤阵的共性关键技术中三个方向:水听器及基阵技术、拖曳噪声抑制技术和左右舷分辨技术进行了分析,并总结上述技术未来的重点研究内容。
张劲驰[2]（2020）在《声与非声相结合的拖曳线列阵阵形估计方法研究》文中进行了进一步梳理拖曳线列阵（简称拖线阵）阵形发生畸变不仅影响波到达方向估计的性能,同时也影响拖线阵声纳的探测性能。由于船体自身机动和海流的影响,拖线阵在水中很难保持原有形状,传统的直线假设不满足需求,所以对拖线阵阵形进行估计显得极为必要。传统的拖线阵阵形估计方法大多单一依赖于声学或者非声学的方法,本文对现有方法进行总结,分析了多种声学方法与非声学方法的适用条件范围和其对应的优缺点。针对其优缺点,提出了声与非声相结合的方法对拖线阵阵形进行估计。本文分别提出在已知和未知声源方位下,利用声学的特征矢量法结合非声学的姿态传感器对单频和宽带信号进行阵形估计,并量化了估计误差,对阵形估计的性能进行了评估。利用海试实验,通过与传统的直线假设阵形对比,验证了声与非声结合的阵形估计方法的有效性和可行性,并分别分析了已知和未知声源方位,宽带信号和单频信号的阵形估计性能差异。最后还提出了一种利用拖曳船自噪声结合姿态传感器较为简便的阵形估计方法。实验结果表明,本文方法适合拖线阵阵形估计的工程应用,具有较好的工程应用前景。
李鹏[3]（2020）在《近浅海中被动声呐目标探测关键技术研究》文中指出在近浅海海域中,由于港口要塞,交通要道等位置的过往船只多,使得被动声呐,常常工作在多目标,多干扰,低信噪比条件下。因此在目标探测时常会面临以下三个问题:一是多目标条件下,常规处理算法分辨力的不足;二是海面干扰多、强度大,严重影响对水下目标的探测;三是难以区分探测到的目标是水面还是水下目标。因此,多目标高分辨技术、强干扰抑制技术,以及水面水下目标分辨技术等是浅海海域中被动声呐目标探测的研究重点。本文从接收信号的相位结构出发,分别利用空域相位结构、频域相位结构、模态域相位结构,以及波数域相位结构来研究以上三方面的技术问题,建立了相关算法模型,针对各种复杂条件和模型参数,在理论分析的基础上,开展了大量仿真数据分析,进行了海上试验数据验证,取得了良好效果,对提升被动声呐目标探测性能具有重要意义和工程应用价值。针对浅海海域目标多,干扰多的问题,本文在高分辨关键技术的研究上,从多种角度给出了具体解决途径:一是针对现有逆波束算法的旁瓣问题,从空域相位结构的角度进行重新分析,改变传统的协方差矩阵Toeplitz平均过程,提出了一种改进的逆波束形成方法,仿真和海上试验数据验证表明,该方法可以在提高目标方位分辨力的同时,不会引入旁瓣和干扰项,保证了对弱目标的探测能力,改善了现有逆波束形成方法的性能。二是从频域相位结构的角度,提出了一种基于频率分集技术的被动声呐目标方位估计算法,利用接收信号的频域相位结构,通过频率间的相位补偿或重构,来提升多目标方位分辨力,降低栅瓣级和增强方位估计的稳健性。根据双阵元、线列阵,以及互质阵三种不同的应用背景,分别给出了算法原理的推导过程和算法性能的理论分析,通过大量仿真和海上实验数据验证,证明了所提出算法的有效性和稳健性。针对海面干扰影响水下目标探测的问题,在水面干扰抑制关键技术的研究上,从浅海波导理论出发,首先分析了简正波传播过程中的频散特性和模态强度随深度和传播距离的变化特性,给出了利用频散特性的warping变换及模态滤波方法。在此基础上,研究了用于垂直阵的三种基于模态分布的海面干扰抑制方法。由于垂直阵的应用场合受限,进一步提出了用于水平阵的水面干扰抑制算法。在理论和仿真分析了水平线阵和水平圆阵在模态分解技术区别的基础上,提出了基于水平圆阵的干扰抑制方法,根据模态域波束形成算法计算各阶模态的方位估计结果,利用模态分布特性,使用多阶模态估计结果对常规方位估计结果做修正,达到抑制水面干扰的目的。仿真和实验数据验证表明,基于圆阵的模态强度提取和干扰抑制效果比水平线列阵效果更好。针对水面与水下目标的辨识问题,在水面、水下目标分辨关键技术的研究上,本文从水声物理（模态特征）角度,提出了两种用于水平阵的水面水下目标分辨方法。第一种方法是基于水平线阵的模态域相位结构,使用模态域波束形成来估计各阶模态强度,并使用匹配模态处理对目标深度进行估计。这种算法虽然可以给出目标深度的估计结果,但是需要较多条件,如多模态数,较大的孔径,海洋环境参数以及目标方位等。第二种方法是基于信号的波数域相位结来计算f-k域能量分布,并根据分布特征来分辨水面、水下目标,其利用的原理也是不同深度的目标在模态域能量分布上存在区别。虽然这种方法不能给出准确的目标深度,但是与现有的基于浅海波导理论的深度辨识算法相比,可在水平阵列孔径小、海洋环境信息少的条件下,较好分辨水面目标和一定深度以下的水下目标,更加适合实际应用背景,而且不受目标运动工况（造成信号变化）的影响,具有物理机理上的稳健性。
沈毅明,沈正一[4]（2019）在《一种基于三元加权波束形成的线阵左右舷分辨方法》文中研究指明为有效实现三元线列阵波束输出的左右舷分辨,提出了一种基于三元加权波束形成的方法。此方法为每个三元组中三个水听器分配不同权值,再结合常规线阵波束形成,获得水平全向波束输出。波束输出能够直接分辨目标位于左舷还是右舷。通过数据仿真,验证了算法的可行性,同时给出了不同左右舷分辨方法的左右舷抑制比的性能比较。
刘亚奇[5]（2018）在《基于矢量阵的脉冲信号左右舷分辨方法研究》文中提出随着声呐系统的快速发展,左右舷分辨技术引起了越来越广泛的重视,也是如今亟待实现的关键技术之一,而主动声呐已经成为声呐技术领域的重要发展趋势,本文是基于矢量阵利用脉冲信号对主动声呐探测过程中存在的左右舷模糊问题进行研究,在建立了基于矢量阵的收发分置数学模型之后,主要完成了多种左右舷分辨方法的研究,并从多个方面对比分析各自的性能特点及优缺点,为实际的收发分置探测过程中解决左右舷模糊问题提供了可靠的参考依据与方法支持。首先介绍了传统的声压阵存在的左右舷模糊问题,阐述了左右舷分辨技术的发展以及研究现状。然后在主动声呐系统的理论学习的基础上,结合矢量水听器应用于拖曳线列阵的结构特点及矢量阵的信号处理方法,完成了基于矢量阵的收发分置探测模型的建立,并利用脉冲信号进行仿真实现;进而研究了矢量阵的自然指向性及矢量阵常规波束形成,对其具备的左右舷分辨能力进行了理论分析及仿真实验。在此基础上完成了矢量阵列互谱方法、基于Bartlett零陷权的矢量左右舷分辨方法的理论研究以及仿真分析。矢量阵列互谱法克服了矢量常规波束形成存在的各个角度左右舷分辨能力不均匀的问题,通过谱峰筛选,解决了波束失配引起的性能下降问题,更有利于信号的检测;基于Bartlett零陷权的矢量左右舷分辨方法可以分辨同频对称目标,并对伪峰进行消减抑制,具备较好的左右舷分辨能力。最后结合信噪比、频带展宽、阵形畸变等对左右舷分辨能力的影响进行方法的性能分析及总结,完成仿真工作并采用外场实验数据验证了左右舷分辨方法的可行性。
李辉[6]（2017）在《深海大深度声场特性与目标定位技术研究》文中进行了进一步梳理随着我国海洋技术逐渐从近浅海向深远海转移,深海目标探测技术也逐渐受到重视。但深海声速剖面的垂直分布特性制约了近表面声呐对中等距离目标的探测和定位。可靠声路径传播模式为填补“探测盲区”提供了可能。本文结合某国家重大项目,并在课题组已开展的研究工作基础上,深入研究了深海大深度声场空间相关性的基本变化规律。同时,利用声场的多途干涉特性,提出了包括目标测速、测距和测向在内的几种被动定位方法。相关理论和方法得到了数值仿真或实验数据的验证,为研究工作的进一步开展奠定了理论和应用基础。本文的具体研究工作和创新点如下:1.研究了深海大深度声场空间相关性的基本变化规律,基于射线理论推导了空间相关系数的理论计算公式中近距离深海大深度接收声场主要由直达波和海面反射波贡献,基于射线理论,对声场水平纵向相关性和垂直相关性进行了理论推导,给出了对应相关系数的理论计算公式,相关系数是宽带信号中心频率ω0和直达波与海面反射波时延差（D-SR时延差）的函数。针对典型深海环境,通过数值仿真,分析了不同声源-接收几何位置关系对声场水平纵向相关性的影响,并从声场干涉角度解释了声场空间相关性变化的内在成因。利用西太平洋和南海实验数据,分别分析了深海大深度接收信号的水平纵向相关系数和垂直相关系数,实验结果证明了理论计算公式的正确性。研究结果有助于进一步优化深海大深度大孔径阵列设计方法和宽带阵列信号处理技术。2.研究了深海大深度声场的互相关特性,利用互相关条纹的周期振荡规律,提出了一种基于单水听器接收信号频域互相关的目标测速方法实验发现,运动目标激发的声场互相关呈现出两种明显的互相关条纹,根据声场互易性,基于射线理论,对深海大深度声场互相关进行了理论推导,研究了互相关条纹的形成成因。一种互相关条纹与目标径向运动速度有关,称为速度相关条纹;另一种互相关条纹与目标深度有关,称为深度相关条纹。通过傅里叶变换,将互相关条纹的振荡周期分别转换为目标径向运动速度信息和目标深度信息。针对目标运动轨迹包含一个最近通过点（Closest Point of Approach,CPA）的情形,两种互相关条纹相结合,提出了一种目标运动参数联合估计方法。针对远距离径向运动目标,利用速度相关条纹估计得到的目标径向运动速度在远距离处逐渐接近目标运动常速度;当目标距离未知时,通过深度相关条纹的振荡周期可以大体判别水面、水下目标。利用西太平洋实验数据,验证了所提目标运动参数估计方法的有效性。3.研究了深海大深度多途到达信号之间的空频域特性,提出了一种基于垂直阵波束输出的目标测距和目标深度分类方法在深海大深度接收条件下,多途到达信号的空域稀疏性使利用多途到达角估计目标位置成为可能。由于直达波到达角对目标距离变化敏感,提出了一种直达波到达角估计值与由模型计算得到的理论值相匹配的目标距离估计方法,得到目标距离模糊表面。常规波束输出频域振荡特性对目标深度变化敏感,提出了一种基于劳埃德镜原理的目标深度估计方法,得到目标深度模糊表面。两种模糊表面相结合,提出了一种无量纲的联合定位方法,其优势在于利用波束形成方法,充分增强了频域信号的干涉特性,使目标深度估计结果更为稳健。在联合定位方法基础上,根据水面、水下目标的深度变化特点,提出了一种不需要声场模型辅助的稳健的水面、水下目标分类方法,并利用射线模型划分了水下目标的检测区域和漏报区域。利用南海实验数据,验证了联合定位方法和水面、水下目标分类方法的有效性。4.研究了深海海底水平线列阵测向误差的基本变化规律,在可靠声路径探测范围内,提出了一种稳健的测向误差修正方法由于水声传播的多途效应和频散效应,在实际应用中,水平线列阵不可避免的会出现由水声物理传播特性引起的测向误差。针对典型深海环境,通过数值仿真,分析了海底水平线列阵测向误差随声源距离和声源方向的基本变化规律。研究发现,当信号从水平线列阵的端射方向入射时,测向误差最大,而信号从水平线列阵的正横方向入射时,测向误差为零。并且,无论信号从哪个方向入射到水平线列阵,估计得到的声源方向始终偏向于水平线列阵的正横方向。分别利用简正波理论和射线理论,分析了测向误差的变化成因。最后,在可靠声路径探测范围内,提出了一种稳健的测向误差修正方法,研究结果对于海底水平线列阵的测向应用具有重要的理论和工程应用价值。
李建,高明生,解恺[7]（2015）在《线阵阵形畸变对目标方位估计性能影响及校正分析》文中研究表明在水声探测与定位方面,长线阵比舰载声呐有更好的性能,但其极易受到阵型畸变的干扰.通过理论分析、仿真研究以及实验数据处理等方法研究了阵形畸变对线阵到达角估计性能的影响,并提出了一种阵形校正方法.阵形畸变通过对波束成形运算中的导引矢量造成影响,使线阵测向性能劣化甚至失效.在常规线阵波束成形处理器以及自适应波束成形处理器的基础上,为了进行阵形畸变后数据的处理,首先给出一般的任意阵形波束成形算法,然后基于阵元位置误差对信号传输时延的改变,分析了阵形畸变对波束成形的导引矢量的影响.进一步给出了一种声学阵形标定方法,对阵形畸变做出估计并修正导引矢量.通过仿真分析以及实验数据处理可见:阵形畸变对常规波束成形以及自适应波束成形两种处理器均有影响,但比较而言,常规波束成形处理器对阵形畸变的鲁棒性更好一些;进行一定精度的阵形畸变修正后,两种处理器的到达角估计精度以及3分贝主瓣宽度均能得到明显改善.
冯文[8]（2015）在《基于干扰噪声抑制的拖线阵尾向探测技术研究》文中研究说明拖曳线列阵声纳的检测性能受到拖船辐射噪声和海洋环境噪声的影响,拖船辐射噪声多途到达具有角扩展。布阵间距、后续信号处理及终端显示是决定声纳检测性能的关键。拖线阵声纳的尾向探测性能受拖船辐射噪声干扰尤其严重,亟需改善,否则无法及时发现通过尾流自导袭来的威胁目标。本文关注四分之一波长间距阵对连续单频信号和带限噪声的响应。研究表明,四分之一波长间距阵具有非对称的端向接收指向性,可有效抑制泄漏到尾方向的拖船干扰。提出用零陷权组合传感器构成四分之一波长间距阵进一步抑制拖船干扰,且效果优于常规零陷权处理。在拖船干扰背景中预成多波束搜索尾方向目标,仿真和水池实验结果均与理论分析一致。为克服海洋环境噪声的影响,本文关注分裂阵互谱相位差的统计特性。研究表明,低信噪比时,相位差趋于均匀分布,方差最大;信噪比升高时,相位差趋于指数分布,方差急剧减小。于是提出分裂阵互谱相位差方差加权,能抑制无目标波束噪声功率输出,增大有目标波束信号功率输出,从而提高方位域的检测能力。为进一步挖掘基于时空相关矩阵的阵信号处理的潜力,本文提出基于矩阵元素的处理方法。研究表明,矩阵的对角线项是自相关项,没有抗各向同性噪声的能力,基于矩阵非对角线项的阵处理在低信噪比条件下有更好的检测性能;四分之一波长间距阵的奇数斜列具有更好的抗拖船干扰能力。为降低终端显示的检测阈,本文改进了方位历程图的辉度函数和色棒。研究表明,选用双曲正切辉度函数,设置冷色棒为（黑—浅灰）渐变且暖色棒为（粉红—黄—白）渐变,结合背景归一化处理能使终端显示达到更低的检测阈。
张浩[9]（2014）在《基于拖线阵的实时被动测向系统的研究与实现》文中进行了进一步梳理随着现代海洋技术以及船舶设计技术的发展,舰艇及鱼雷的辐射噪声越来越小。为了应对越来越严峻的安静型潜艇等的挑战,拖线阵声纳成为海军未来发展的重点。由于拖线阵声纳具有远离噪声平台、探测盲区小的优点,在水声探测领域中得到了广泛的应用,并在国防军事领域发挥重要的作用。根据未来的发展趋势,研究基于拖线阵的自主被动探测系统具有重要的理论以及工程价值。本文主要讨论了基于拖线阵声纳的被动测向技术中的各项关键技术及其难点,为发展拖线阵声纳提供了一些理论支持和工程实践中的创新。本论文中,首先对波束形成的几种常规算法进行了详细的理论描述,之后为了解决自适应波束形成算法运算量过大,无法满足实时性的缺陷,采用了一种改进型的分级子阵MVDR算法,并对这些算法进行了仿真验证,比较了他们的分辨能力及运算量的大小。再根据得到的波束形成曲线详细的阐述了目标的检测算法以及在工程上常用的高精度拟合方法,结合数据关联算法并针对拖线阵声纳的实际需求提出了两种跟踪算法:多目标自主跟踪算法以及人工干预预置跟踪算法。然后比较了两种常见的纯方位目标运动分析方法,结合仿真分析,最终在拖线阵测向系统中采用了无迹卡尔曼滤波进行纯方位运动分析。最后,在实际的硬件平台上,搭建起完整的实物平台并利用软件实现这些算法并满足实时性要求,获取稳定精确的目标方位信息以及实现对目标的连续跟踪。在硬件和软件系统设计完成之后,分别在中科院声学所新安江实验场和南海某海域进行了湖试和海试的验证测试。在经历湖试、海试的实验之后,拖线阵声纳系统的设备参数得到验证,实验结果令人满意,基本达到了设计的要求。在满足信号处理系统实时性的前提下,拖线阵声纳设备得到了目标的正确方位,且能够正常的跟踪多目标的方位并输出显示,方位历程显示清晰,取得了良好的实验效果。
孙芹东[10]（2013）在《拖曳阵矢量阵元的研究》文中认为复合式矢量水听器兼有声压通道和矢量通道，并且二者具有相同的等效声中心，可以空间共点、时间同步地获得水下的标量和矢量信号，从而完备地描述声场信息。同振式矢量水听器由于其工作原理简单、灵敏度高、指向性高、工程使用方便等优点而成为目前工程应用中普遍采用的结构。本文以实际水声工程需要为研究背景，为满足拖曳线列阵的阵元要求，开展一种关于低频、高灵敏度、小尺寸、具有两端带球帽的不规则柱体结构（本文以下皆简称胶囊形）的矢量水听器的设计、制作、性能参数测试校准以及矢量水听器在拖曳阵中应用技术研究。文中首先利用有限元软件COMSOL Multiphysics软件对基于球体、柱体和胶囊体三种结构的声接收器的指向性和振速比进行相关计算和对比，其次分析球体和柱体两种结构的声接收器的柔性悬挂模型，给出胶囊形声接收器的近似悬挂模型，最后设计制作了10只二维复合式矢量水听器。本文设计制作的矢量水听器外形尺寸为Φ20×35mm，工作频带为102000Hz，密度为1150kg/m3，声压通道实测灵敏度值为-202-198dB（0dB=1V/μPa），矢量通道实测灵敏度值为-190dB-188dB（1000Hz，0dB=1V/μPa），在工作频带内余弦指向性良好，满足了拖曳阵的应用要求。
二、Theoretical analysis and experimental research on port/starboard discrimination in towed line array（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Theoretical analysis and experimental research on port/starboard discrimination in towed line array（论文提纲范文）
（1）拖曳线列阵若干关键技术综述（论文提纲范文）
| 1 水听器及基阵技术 |
| 1.1 压电水听器及压电阵 |
| 1.1.1 前放电路设计 |
| 1.1.2 小型化 |
| 1.1.3 可靠性 |
| 1.2 光纤水听器及光纤阵 |
| 1.2.1 增敏封装技术 |
| 1.2.2 调制与解调技术 |
| 1.2.3 复用技术 |
| 1.3 压电阵和光纤阵对比 |
| 2 拖曳噪声抑制技术 |
| 3 左右舷分辨 |
| 3.1 本艇机动 |
| 3.2 多线阵 |
| 3.3 矢量阵 |
| 3.4 多元阵 |
| 4 总结与展望 |
（2）声与非声相结合的拖曳线列阵阵形估计方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文内容与结构 |
| 2 拖线阵阵形估计方法原理 |
| 2.1 声学计算方法 |
| 2.1.1 特征矢量法 |
| 2.1.2 双源时延估计法 |
| 2.2 非声测量方法 |
| 2.2.1 姿态传感器 |
| 2.2.2 插值拟合法 |
| 2.2.3 流体力学方法 |
| 2.2.4 自适应Kalman滤波的阵形估计算法 |
| 2.3 讨论与小结 |
| 3 声与非声结合的阵形估计方法 |
| 3.1 基于姿态传感器的特征矢量法 |
| 3.1.1 基本原理 |
| 3.1.2 宽带信号的特征矢量法 |
| 3.1.3 宽带信号的特征矢量法的仿真结果 |
| 3.1.4 声与非声相结合的阵形估计仿真 |
| 3.2 未知声源方位的阵形估计方法 |
| 3.2.1 公式推导 |
| 3.2.2 基本原理 |
| 3.2.3 声源方位未知时声与非声相结合的阵形估计仿真 |
| 3.3 估计误差与性能分析 |
| 3.3.1 估计误差 |
| 3.3.2 估计性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 海试数据分析 |
| 4.1 海试拖线阵系统组成与构造 |
| 4.1.1 拖线阵系统组成 |
| 4.1.2 拖线阵的组成结构与相关指标 |
| 4.1.3 GPS测量目标方位角修正 |
| 4.2 单频声源拖线阵阵形的估计 |
| 4.2.1 单频声源的海试环境 |
| 4.2.2 已知声源方位的阵形估计 |
| 4.2.3 未知声源方位的阵形估计 |
| 4.2.4 对比与分析 |
| 4.3 宽带声源的拖线阵阵形估计 |
| 4.3.1 宽带声源的实验环境 |
| 4.3.2 已知声源方位的阵形估计 |
| 4.3.3 未知声源方位的阵形估计 |
| 4.3.4 对比与分析 |
| 4.4 利用拖船自噪声的阵形估计 |
| 4.4.1 自噪声估计的原理 |
| 4.4.2 海试阵形估计 |
| 4.4.3 估计性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间所取得的科研成果 |
（3）近浅海中被动声呐目标探测关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究历史与现状 |
| 1.2.1 多目标高分辨方位估计问题研究进展 |
| 1.2.2 海面干扰抑制问题研究进展 |
| 1.2.3 水面水下目标分类问题研究进展 |
| 1.3 研究思路与内容结构安排 |
| 1.3.1 论文研究思路 |
| 1.3.2 研究内容与结构安排 |
| 第2章 基于阵列扩展原理的高分辨方位估计方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 改进的逆波束形成 |
| 2.2.1 逆波束形成原理 |
| 2.2.2 逆波束形成的改进方法 |
| 2.3 仿真与实验数据分析 |
| 2.3.1 仿真数据验证 |
| 2.3.2 海试数据验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于频率分集的高性能方位估计方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于频率分集方位估计的基本原理 |
| 3.3 基于频率分集的线列阵方位估计研究 |
| 3.3.1 基于阵元内插的频率分集方位估计研究 |
| 3.3.2 基于阵元外推的频率分集方位估计方法研究 |
| 3.3.3 仿真与实验数据分析 |
| 3.4 基于频率分集的双阵元方位估计研究 |
| 3.4.1 传统双阵元方位估计算法 |
| 3.4.2 双阵元频率分集技术 |
| 3.4.3 仿真与实验数据分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于互质阵的方位估计方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 被动声呐中互质阵技术研究 |
| 4.2.1 基本原理 |
| 4.2.2 三种算法的仿真分析 |
| 4.3 互质阵上的频率分集算法 |
| 4.3.1 频集互质原理 |
| 4.3.2 仿真与实验数据分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于模态特征的水面干扰抑制技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 浅海波导条件下的传播特性研究 |
| 5.2.1 模态分布特征 |
| 5.2.2 频散特征及卷绕变换研究 |
| 5.3 基于模态分解的干扰抑制技术研究 |
| 5.3.1 垂直阵模态分解及匹配模原理 |
| 5.3.2 基于垂直阵的水面干扰抑制仿真研究 |
| 5.4 基于水平圆阵的干扰抑制 |
| 5.4.1 圆阵模态域波束形成 |
| 5.4.2 模态强度可提取性分析 |
| 5.4.3 水面干扰抑制及仿真研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 水面水下目标分辨技术研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于水平线阵的分辨技术 |
| 6.2.1 线阵模态域波束形成 |
| 6.2.2 模态匹配算法 |
| 6.2.3 仿真研究 |
| 6.3 基于F-K域特征的分辨技术 |
| 6.3.1 f-k域特征 |
| 6.3.2 仿真及实验数据研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）基于矢量阵的脉冲信号左右舷分辨方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文背景与研究意义 |
| 1.2 左右舷分辨技术发展现状 |
| 1.3 收发分置声呐技术发展现状 |
| 1.4 论文主要工作内容 |
| 第2章 主动声呐探测模型 |
| 2.1 主动声呐系统分析 |
| 2.1.1 主动声呐的原理及其特点 |
| 2.1.2 收发分置声呐的配置及其特点 |
| 2.1.3 收发分置声呐的数学模型 |
| 2.2 收发分置声呐系统探测模型建立 |
| 2.2.1 主动声呐方程 |
| 2.2.2 目标回波特性分析 |
| 2.2.3 信号传播特性分析 |
| 2.3 仿真分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 矢量阵波束形成的数学模型 |
| 3.1 矢量水听器的信号处理方法分析 |
| 3.1.1 均匀无限介质中振速的相关性 |
| 3.1.2 各向同性干扰场中声压振速的相关性 |
| 3.2 矢量拖曳线列阵的数学模型分析 |
| 3.3 矢量拖曳线列阵的指向性分析 |
| 3.3.1 矢量水听器应用于线列阵的理论分析 |
| 3.3.2 矢量拖曳线列阵的指向性 |
| 3.4 矢量阵常规波束形成及左右舷分辨能力分析 |
| 3.4.1 矢量阵常规波束形成 |
| 3.4.2 矢量阵左右舷抑制比 |
| 3.5 仿真分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 主动探测中左右舷分辨方法研究 |
| 4.1 基于矢量阵列互谱的左右舷分辨方法 |
| 4.1.1 矢量阵列互谱法原理 |
| 4.1.2 实验仿真 |
| 4.2 基于Bartlett零限权的左右舷分辨方法 |
| 4.2.1 宽带常规波束形成 |
| 4.2.2 Bartlett零陷波束形成 |
| 4.2.3 实验仿真 |
| 4.3 方法性能对比分析 |
| 4.3.1 阵型畸变对左右舷分辨的影响 |
| 4.3.2 带宽展宽对左右舷抑制比的影响 |
| 4.3.3 信噪比对左右舷分辨能力的影响 |
| 4.4 矢量阵实验数据验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）深海大深度声场特性与目标定位技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究历史和现状 |
| 1.2.1 可靠声路径 |
| 1.2.2 声场空间相关特性 |
| 1.2.3 被动定位技术 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第二章 声传播模型及其在深海被动定位中的应用分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 声传播模型及其应用 |
| 2.2.1 声传播模型 |
| 2.2.2 简正波理论 |
| 2.2.3 射线理论 |
| 2.3 可靠声路径探测范围分析 |
| 2.3.1 探测范围定义 |
| 2.3.2 仿真结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 深海大深度声场空间相关性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 空间相关性的定义及计算方法 |
| 3.2.1 定义及分类 |
| 3.2.2 空间相关性的一般计算方法 |
| 3.2.3 基于射线表示的空间相关性 |
| 3.3 大深度接收声场水平纵向相关性 |
| 3.3.1 仿真实验 |
| 3.3.2 机理分析 |
| 3.3.3 海上实验数据分析 |
| 3.4 大深度接收声场垂直相关性 |
| 3.4.1 海上实验简介 |
| 3.4.2 海上实验数据分析 |
| 3.4.3 声源-接收几何位置变化对垂直相关性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于深海声场互相关特性的单水听器目标定位方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 声场互相关特性及目标定位方法 |
| 4.2.1 基于射线理论的声场互相关 |
| 4.2.2 运动速度估计 |
| 4.2.3 目标深度估计 |
| 4.3 声场互相关仿真和应用分析 |
| 4.3.1 仿真条件 |
| 4.3.2 近距离运动目标 |
| 4.3.3 远距离径向运动目标 |
| 4.4 声场互相关实验数据分析 |
| 4.4.1 实验介绍 |
| 4.4.2 实验数据分析 |
| 4.5 方法应用限制和误差分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于深海声场空频域联合的垂直线列阵定位方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 联合定位方法及仿真分析 |
| 5.2.1 距离估计方法 |
| 5.2.2 深度估计方法 |
| 5.2.3 联合定位方法 |
| 5.3 联合定位方法实验数据验证 |
| 5.4 联合定位方法性能分析 |
| 5.4.1 信噪比条件 |
| 5.4.2 误差分析 |
| 5.5 水面水下目标分类方法 |
| 5.5.1 分类原理 |
| 5.5.2 仿真分析 |
| 5.5.3 实验验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 海底水平线列阵测向误差分析及误差修正方法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 测向误差物理成因 |
| 6.2.1 有关问题描述 |
| 6.2.2 基于简正波理论的物理解释 |
| 6.2.3 基于射线理论的物理解释 |
| 6.3 测向误差随声源距离和声源方向变化规律研究 |
| 6.3.1 仿真条件 |
| 6.3.2 仿真结果 |
| 6.3.3 参数变化对方向估计误差的影响 |
| 6.4 测向误差修正方法 |
| 6.4.1 前提条件 |
| 6.4.2 修正流程 |
| 6.4.3 声源距离估计误差对修正结果的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 全文总结 |
| 7.1 研究内容总结 |
| 7.2 有待进一步研究的问题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
（7）线阵阵形畸变对目标方位估计性能影响及校正分析（论文提纲范文）
| 1 波束成形理论 |
| 2 阵形畸变对DOA估计影响分析 |
| 3 阵型畸变矫正方法 |
| 4 仿真及数据分析 |
| 5 结论 |
（8）基于干扰噪声抑制的拖线阵尾向探测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 立题背景和意义 |
| 1.2 有关问题的综述 |
| 1.2.1 海洋环境噪声 |
| 1.2.2 拖船干扰 |
| 1.2.3 指向性设计 |
| 1.2.4 弱目标探测 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 第2章 四分之一波长间距阵抑制拖船干扰 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 接收指向性 |
| 2.2.1 单频信号响应 |
| 2.2.2 带限噪声响应 |
| 2.3 零陷处理 |
| 2.3.1 常规零陷权处理 |
| 2.3.2 零陷权组合阵处理 |
| 2.4 仿真研究 |
| 2.4.1 多途角扩展特征描述 |
| 2.4.2 拖船干扰抑制效果 |
| 2.5 水池实验研究 |
| 2.5.1 实验概况 |
| 2.5.2 灵敏度及相移校正 |
| 2.5.3 接收指向性 |
| 2.5.4 抑制拖船干扰探测尾向目标 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 直线分裂阵抑制海洋环境噪声 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 互谱接收指向性 |
| 3.3 互谱相位差 |
| 3.3.1 统计特性研究 |
| 3.3.2 直观物理诠释 |
| 3.4 方位历程显示优化 |
| 3.4.1 色棒与辉度函数 |
| 3.4.2 空间背景归一化 |
| 3.4.3 滑动窗平均 |
| 3.4.4 优化效果 |
| 3.5 仿真研究 |
| 3.5.1 相位方差加权处理 |
| 3.5.2 预成多波束覆盖 |
| 3.5.3 线谱检测 |
| 3.5.4 宽带连续谱检测 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 矩阵元素域阵信号处理优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 常规多波束处理 |
| 4.3 高分辨阵信号处理 |
| 4.4 分裂阵互谱处理 |
| 4.5 指向性设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）基于拖线阵的实时被动测向系统的研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 拖线阵的发展及现状 |
| 1.2.1 国外的发展情况 |
| 1.2.2 国内的发展情况 |
| 1.3 拖线阵声纳的被动探测概述 |
| 1.3.1 拖线阵声纳被动测向的关键技术 |
| 1.3.2 拖线阵声纳方位检测概述 |
| 1.3.3 拖线阵的人工干预跟踪及自主跟踪的关键技术 |
| 1.4 本文内容安排 |
| 第二章 拖线阵的被动测向技术 |
| 2.1 波束形成的基本理论 |
| 2.2 常规波束形成 |
| 2.2.1 时域波束形成 |
| 2.2.2 频域波束形成 |
| 2.3 自适应波束形成算法 |
| 2.3.1 自适应波束形成的算法理论 |
| 2.3.2 自适应波束形成算法的流程 |
| 2.4 分级子阵MVDR算法 |
| 2.4.1 分级子阵MVDR算法原理 |
| 2.4.2 分级子阵MVDR算法流程 |
| 2.5 性能分析 |
| 2.5.1 多目标能力分析 |
| 2.5.2 实时性分析 |
| 第三章 目标的检测与跟踪技术 |
| 3.1 多波束数据的预处理 |
| 3.1.1 波束数据的后置积累 |
| 3.1.2 野值的过滤 |
| 3.1.3 背景均衡技术 |
| 3.2 目标的检测与判决 |
| 3.2.1 检测门限与检测指数 |
| 3.2.2 自动阈值检测 |
| 3.2.3 高精度的测向 |
| 3.3 多目标的方位跟踪 |
| 3.3.1 方位预测 |
| 3.3.2 数据关联算法 |
| 3.3.3 目标的自主跟踪算法 |
| 3.3.4 目标的人工干预跟踪算法 |
| 3.3.5 方位模糊 |
| 3.4 实验验证 |
| 3.4.1 单目标实验 |
| 3.4.2 多目标实验 |
| 第四章 纯方位目标运动的分析 |
| 4.1 纯方位目标运动分析的概述 |
| 4.1.1 纯方位目标运动分析的发展历史 |
| 4.1.2 数学模型 |
| 4.1.3 可观测性 |
| 4.1.4 最优理论性能界 |
| 4.2 扩展卡尔曼滤波 |
| 4.2.1 概述 |
| 4.2.2 算法说明 |
| 4.2.3 初始化条件 |
| 4.3 无迹卡尔曼滤波 |
| 4.3.1 Unscented变换 |
| 4.3.2 Sigma点采样策略 |
| 4.3.3 无迹卡尔曼滤波原理 |
| 4.4 性能分析 |
| 第五章 系统的设计与实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 硬件系统 |
| 5.2.1 拖线阵声纳的接收阵 |
| 5.2.2 实时信号处理系统 |
| 5.3 软件系统 |
| 5.3.1 软件开发环境介绍 |
| 5.3.2 软件设计 |
| 5.4 实验及结果分析 |
| 5.4.1 湖试 |
| 5.4.2 海试 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）拖曳阵矢量阵元的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 矢量水听器概述 |
| 1.3 拖曳声纳概述 |
| 1.4 研究背景和意义 |
| 1.5 本论文主要研究内容 |
| 第2章 矢量水听器理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三种声接收器模型仿真对比分析 |
| 2.2.1 COMSOL Multiphysics 声学流体建模 |
| 2.2.2 三种形状声接收器指向性仿真对比分析 |
| 2.2.3 三种形状声接收器振速比仿真对比分析 |
| 2.3 弹性悬挂系统对矢量水听器影响的定性分析 |
| 2.3.1 球体声接收器悬挂模型 |
| 2.3.2 柱体声接收器悬挂模型 |
| 2.3.3 悬挂系统谐振频率的计算 |
| 2.3.4 弹簧元件的选取依据 |
| 2.4 矢量水听器各通道相位差 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 矢量水听器的设计与制作 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 矢量通道设计 |
| 3.2.1 传感器的选用 |
| 3.2.2 传感器带宽设置 |
| 3.2.3 传感器性能测试 |
| 3.2.4 矢量水听器设计的理论依据 |
| 3.3 声压通道设计 |
| 3.4 矢量水听器整体结构设计与制作 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 矢量水听器参数测试及应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 表征矢量水听器性能的电声参数 |
| 4.3 矢量水听器测试系统 |
| 4.4 矢量水听器参数测试 |
| 4.4.1 矢量通道指向性测试 |
| 4.4.2 矢量通道灵敏度测试 |
| 4.4.3 声压通道指向性测试 |
| 4.4.4 声压通道灵敏度测试 |
| 4.4.5 矢量水听器各通道相位差测量 |
| 4.5 悬挂系统对矢量水听器振速影响的实验分析 |
| 4.6 矢量水听器应用 |
| 4.6.1 单矢量水听器组合指向性 |
| 4.6.2 拖曳矢量阵波束形成仿真 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、Theoretical analysis and experimental research on port/starboard discrimination in towed line array（论文参考文献）
- [1]拖曳线列阵若干关键技术综述[J]. 朱辉庆,张海生. 声学与电子工程, 2020(02)
- [2]声与非声相结合的拖曳线列阵阵形估计方法研究[D]. 张劲驰. 浙江大学, 2020(02)
- [3]近浅海中被动声呐目标探测关键技术研究[D]. 李鹏. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [4]一种基于三元加权波束形成的线阵左右舷分辨方法[J]. 沈毅明,沈正一. 声学与电子工程, 2019(03)
- [5]基于矢量阵的脉冲信号左右舷分辨方法研究[D]. 刘亚奇. 哈尔滨工程大学, 2018(01)
- [6]深海大深度声场特性与目标定位技术研究[D]. 李辉. 西北工业大学, 2017(02)
- [7]线阵阵形畸变对目标方位估计性能影响及校正分析[J]. 李建,高明生,解恺. 南京大学学报(自然科学), 2015(06)
- [8]基于干扰噪声抑制的拖线阵尾向探测技术研究[D]. 冯文. 哈尔滨工程大学, 2015(08)
- [9]基于拖线阵的实时被动测向系统的研究与实现[D]. 张浩. 电子科技大学, 2014(03)
- [10]拖曳阵矢量阵元的研究[D]. 孙芹东. 哈尔滨工程大学, 2013(06)