范文最新推荐------------------------------------------------------ 拖线阵声纳阵形估计方法研究+文献综述 摘要拖曳式线列阵声纳依靠其性能上的优势，已成为目前反潜战的重要装备，而低频大孔径的拖曳线列阵是现代声呐技术发展的主要方向之一柔性的拖曳阵在水下拖动时受拖船拖动及海流等的扰动，其形状必然会发生变化，不是简单的直线如果不考虑阵形的变化仍然假设拖曳阵是直线阵，则常用的自适应波束形成算法的性能将急剧恶化甚至失效，因此拖曳阵的阵形估计问题非常重要本论文介绍了几种不同的阵形估计方法，如借助外部装置法，求解 Paidoussis 方程法，有源估计方法，并对其中一些方法在 MATLAB 环境下进行了阵形估计仿真实验，结果表明上述方法可以有效解决阵形估计问题7992关键词 拖曳阵 阵形估计 外部装置 有源估计 求解方程 仿真 TitleResearch on Towed Line Array Shape Estimation MethodsAbstractThe towed line array sonar has become an important equipment inantisubmarine warfare ,relying on its advantages .The towed line arraywhich has low frequency and large apertures is the main developingdirection of the modern sonar’s technology .The dynamical behavior of athin flexible array towed through the water is perturbed by the towing shipand ocean flow .And its shape will change ,not simply linear .So theestimation of the towed array’s shape is very important .This paperintroduces several different methods of estimating an array’s shape ,suchas using external devices ,solving the Paidoussis equation and activeestimation .And this paper makes some MATLAB simulations ,too . By thecomparison and introduction of different methods ,this paper highlightsthe importance of the array shapes estimation . Keywords: towed array ,array shape estimation ,external device ,activeestimation ,solving equations ,simulation目次 线列阵声纳将接收声波的拖线阵远离工作母船，显著减小了拖曳平台噪声的影响，显著提高接收信噪比，达到提高声纳检测能力的目的。
拖曳线列阵声纳中的拖线阵规模不受舰船尺寸的限制，可以安装较之舰壳声纳更多的水听器，充分利用了海洋中信号和噪声不同的统计特性，有效地提高声纳的检测性能可以利用在海洋中传播损失较小而且是水面和水下目标辐射噪声中重要成分的低频信号进行检测基于以上优点，拖曳阵声纳出现后受到各国广泛关注，已成为各国海军对水下潜艇进行探测的重要装备由于水下声能量的传播损失随频率的降低而减小，潜艇表面的吸声能力也随频率的降低而减弱，而且水听器的数目越多，获得增益就越大，对目标的探测能力就越强，因此，目前拖曳阵声纳有两种发展趋势：一是低频化，二是大孔径为了获得足够高的信噪比，得到更好的目标方位分辨力，需要进行波束形成，而自适应波束形成算法是目前波束形成的研究方向但是，自适应波束形成的缺陷是对阵列的误差极其敏感，必须以精确已知阵列流形为前提，方能得到优良性能对于拖曳式线列阵而言，由于其本身的柔性和大孔径、海洋环境条件及舰船轨迹等影响，会造成拖曳过程中的阵形畸变这时，若仍按照直线阵进行处理，会产生很大偏差，所以对阵列的形状估计是一个迫切需要研究和解决的问题1.2当前研究与进展 拖曳阵阵形畸变的解决方法就是在波束形成之前估计出阵形，从而进行相应的校正以获得精确的阵形流形。
目前的研究阵形估计方法有很多，最常用的是在拖曳阵上放置多个水平/深度测量仪，或者 GPS 天线，以获得阵元的位置信息，进而估计阵形， 的振动或干扰的扰动，都可能使干扰方向移出天线方向图的零陷位置，从而使常规的自适应算法失效加宽干扰零陷的方法可以有效解决上述问题，提高算法的稳健性线性约束法通过增加适当的约束条件，使自适应加权向量满足这些约束条件，从而增强算法的稳健性盲自适应波束形成:盲自适应算法不需要阵列的先验知识，只是利用信号的一些特征，如恒模性质、四阶累积量特性以及信号的循环平稳性质等，就可以达到自适应波束形成的目的由于盲自适应波束形成算法不需要阵列流形的先验知识，这样的算法对阵列幅相误差和系统误差不敏感，有较好的稳健性2拖曳阵阵形估计方法目前对拖曳阵阵形估计的方法有很多，最常用的是在拖曳阵上放置多个水平/深度测量仪，或者 GPS 天线，以获得阵元的位置信息，进而估计阵形；或者求解Paidoussis 方程，利用卡尔曼滤波对对阵形进行估计；还可以进行有源估计，通过配置方位精确的声源估计阵形，本论文一下将对这些方法进行详细介绍2.1借助外部装置的阵形估计借助外部装置对阵形进行估计时需要使用的装置主要有水平/深度测量仪，航向传感器，GPS 天线等。
这种方法可以从测量装置中直接获得阵元位置的信息，因此估计过程比较简单直接首先假设一个正在转弯的拖曳阵，其数学模型如图 1，第一个阵元与最后一个阵元的连线即 X 轴，弯曲阵就出现一个阵弓 a由于抛物线有如下优点：（1）抛物线能够描述弯曲阵的主要特征，如果需要更高的精度，可以采用更高阶 9 / 9。