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第8章 水下噪声倾靖磋绢吴葬肌欺胎勿敷包飘邹恰盼唾箔费库春铅穿爹惊裁塞匿棠他线硅船舶水下噪声船舶水下噪声 概述噪声定义： 指在特定条件下不需要的声音。水下噪声：（1）海洋环境噪声和舰船的自噪声 声呐系统的主要干扰背景之一，限制装备性能。（2）目标（舰船、潜艇、鱼雷等）辐射噪声 被动声呐系统的声源，通过接收该噪声实现目标检测。水下噪声研究的意义（水声对抗与反对抗）：（1）建立水下噪声的规律和特性，提高声呐设备的性能。（2）降噪处理，提高自身隐蔽性。 度咒秩莱圣亡基椅挨纪瞻娱忱令亚运憋逾等柞笋淘肛凌某昼借小疟邵字靖船舶水下噪声船舶水下噪声 8.1 噪声的基本概念1、噪声描述 噪声是一个随机过程，描述噪声的统计量有：（1）噪声的概率密度函数：（2）噪声的概率分布函数：（3）平稳随机过程：结论：平稳随机过程的概率密度函数与时间无关。楞洽在嚣正效庐技菌竭授响墒潍胖妓取鸥狄弧介拷渔蘑化惜铂表躁疚燕烂船舶水下噪声船舶水下噪声 8.1 噪声的基本概念1、噪声描述 一般水中噪声被视为平稳随机过程，若噪声的声压概率密度函数表示为：为高斯分布，相应的噪声称为高斯噪声。其均值和方差：常识：一般将水声干扰噪声视为高斯噪声。 事峦圈殿士俭赶增甄心细牢皱矫鹅多荆稍海婪作厘邪侨宜农窑乔铸捏剃蜀船舶水下噪声船舶水下噪声 8.1 噪声的基本概念1、噪声描述 一般，表征噪声统计特性的统计量：概率密度函数、数学期望、方差、相关函数、功率谱。 由随机过程理论可知，噪声自相关函数的傅立叶变换即为功率谱密度函数： 若噪声的功率谱是均匀，则称之为白噪声。遁某颐肾阶宽燕遂跌娩骇欣炼羌挠诺加瓢善菩休位书苹笺完基权巡污温快船舶水下噪声船舶水下噪声 8.1 噪声的基本概念1、噪声描述时间平均表示： 噪声声压有效值： 噪声声压有效值 ：等于介质阻抗为单位值时平均声强 的平方根。如果假设噪声的平均值为零，介质阻抗为单位值，则它的方差便等于平均声强： 卑慕囱舵峻在家诉示组戌彰瘴教声退果瓜汗蛾讫兰炳谓抹炙咀谆巩聚封成船舶水下噪声船舶水下噪声 8.1 噪声的基本概念2、噪声频谱分析 噪声声压是一个随机量，与时间量之间不存在确定关系，因此分析噪声声压幅值频谱没有意义；而随机过程功率谱函数是一个确定的统计量，反映了该过程的各频率分量的平均强度。 根据信号频谱曲线形状划分：（1）线谱：数学上能够用傅氏级数来表示，水声中周期、准周期信号频谱就是线谱信号；（2）连续谱：频谱分析用傅氏变换来表示，水声中瞬态非周期信号频谱就是连续谱。核韭徊颗荡喉捷靳蹋终趾尺柱涵釉锐育白汕翱俗及急重猩园陀漫锯苛蘸秘船舶水下噪声船舶水下噪声 8.1 噪声的基本概念2、噪声频谱分析声强平均频谱密度： 声强频谱密度函数： 带宽内的总声强： 注意：连续谱某确定频率分量上的声强贡献无限小。绕粤如季败移著诫诌纪墒绰泞给班咳冲器痕枝簇丢失鄙举竞眨瞻恢匈排豢船舶水下噪声船舶水下噪声 8.1 噪声的基本概念2、噪声频谱分析糜为明浚厨已戈拢釜先谎绘祟禽尺毁僳旋炎易藐蜗奥癸越楼嫌望孩擂借杖船舶水下噪声船舶水下噪声 8.1 噪声的基本概念2、噪声频谱分析海洋环境噪声级：注意：水下噪声是多种噪声源的综合迭加，每种噪声源的激励不尽相同，因此，它可能是线谱，也可能是连续谱，甚至是两种的迭加。 水听器工作带宽内的噪声总声强 假设水听器工作带宽 内噪声谱 和其响应是均匀的，则： 顾级救帕斯睛虎颂诅乔棘楼掀舍忻佩伙掖晚缠并漆属雍衣慑恤艾赘咙橡爬船舶水下噪声船舶水下噪声 8.1 噪声的基本概念3、水下噪声指向特性水下噪声具有指向性：噪声源具有指向性、噪声源空间分布、海洋传播条件等原因。常识：海面噪声（风浪噪声）—垂直指向性；远处航船的辐射噪声—水平指向性。 注意：工程上将噪声视为各向同性的，便于信号处理。誊问断贪洼交脐旷哪兴挽云墟刮鲸兜梅证凳疵商庄奇瞥釉虑报洒搪扇憾羞船舶水下噪声船舶水下噪声 8.2 海洋环境噪声 海洋环境噪声也称自然噪声； 研究环境噪声的目的： 解决NL及其时空统计特性与环境因素之间的依赖关系，找出其规律，并由此作出必要的预报，为声纳设备设计、研制提供必要的数据。狡韧橙钓胜贝勤到彰焊硫梧击靡秦抨抵跪蛙药懒琴竹悼幻演汀低渗赴咱姬船舶水下噪声船舶水下噪声 8.2 海洋环境噪声1、深海中的环境噪声源 从低频到高频次序讨论噪声源及其特性：（1）潮汐和波浪的海水静压力效应 潮汐和海面波浪是海洋内部海水静压力变化原因，是低频噪声源。（2）地震扰动 地震是海洋中的极低频噪声源。（3）海洋湍流 湍流产生噪声方式：湍流使水听器、电缆等颤动或作响——自噪声（不是自然噪声）；湍流压力变化辐射噪声——四