水下聲自導(dǎo)共形陣的接收特性研究.pdf

1、為充分利用潛艇降噪能力較弱的低頻段信息，提高水下聲自導(dǎo)頭作用距離，增強(qiáng)對(duì)目標(biāo)的識(shí)別能力，研究開發(fā)利用新型水下聲自導(dǎo)共形基陣，提出并建立相應(yīng)的波束形成方法是確保水下武器性能發(fā)揮的關(guān)鍵。本論文以某典型的水下球面陣為例，研究了可以適用于任意陣形的陣列流形獲取方法和穩(wěn)健的波束形成算法，對(duì)該水下球面陣接收特性進(jìn)行了水池試驗(yàn)研究，并對(duì)拋物面陣進(jìn)行了仿真對(duì)比研究。主要研究?jī)?nèi)容包括； 1.研究了共形陣的陣列流形的獲取問題。陣列流形的獲取通常通過

2、理論計(jì)算或?qū)崪y(cè)方法獲得。近年來，研究者提出了一種利用有限元軟件ANSYS和聲學(xué)分析軟件SYSNOISE，通過模擬測(cè)量陣列流形的實(shí)驗(yàn)過程，對(duì)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的基陣進(jìn)行聲場(chǎng)預(yù)報(bào)，來得到仿真陣陣列流形的方法。本文將以某典型的球面陣為例，對(duì)這三種陣列流形獲取方法逐一進(jìn)行研究。 2．介紹了兩種適用于任意結(jié)構(gòu)基陣的波束優(yōu)化設(shè)計(jì)算法——波束形成的數(shù)值綜合算法和基于二階錐約束的旁瓣約束優(yōu)化波束形成方法，并對(duì)任意陣形基陣優(yōu)化波束的穩(wěn)健性進(jìn)行研究，提出

3、了任意結(jié)構(gòu)基陣波束優(yōu)化時(shí)權(quán)向量范數(shù)約束上限的選取方法，該方法可以根據(jù)實(shí)際問題對(duì)穩(wěn)健性的要求，選取適當(dāng)?shù)臋?quán)向量范數(shù)約束上限，得到符合要求的優(yōu)化波束。計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法對(duì)不同陣形基陣的有效性。 3．對(duì)兩種典型的共形陣——球面陣和拋物面陣的接收特性進(jìn)行了對(duì)比研究。首先對(duì)球面共形陣，基于實(shí)測(cè)陣列流形進(jìn)行常規(guī)波束形成及波束優(yōu)化設(shè)計(jì)，總結(jié)了其接收特性。然后對(duì)相同尺度的拋物面陣進(jìn)行了陣列流形的仿真，并基于仿真陣列流形進(jìn)行了常規(guī)波束形成