快速小平台噪声干扰抑制技术研究

In the course of a high speed small platform attacking targets, as a noise source of itself, it impacts on the sonar system of submarines inevitably. When the high speed small platform has a high level noise or it is attacking a low velocity moving target, noise from the moving platform may be suppressed by the platform of noise for long, which will result in a failure that the sonar system can not track the location of the attacked target, and influence the fast small platform battling performance accordingly. This technical research can settle the problem. In different attacking stages, the high speed small platform, the attacked target and the sonar platform maybe locate in different coordinates, the fund will do the research on relevant signal processing methods on the basis of these spatial relationships, and shield fast target noise using high resolution array signal processing, acoustic focusing and covering technology. In addition, this technology can be used in shielding tow-vessel noise, eliminating detector blind zone in the direction of tow-vessels for a towed line array and other fields, which has a broad applied prospects..

快速小平台在攻击过程中，其本身也是一个噪声源，不可避免地会影响本艇声纳系统的工作，尤其是在其自噪声较高或对低速目标攻击时，可能将长时间地淹没目标噪声，使得声纳无法侦测目标，从而无法测量目标的方位，影响快速小平台的作战性能。本项申请将致力于研究这一问题。本基金根据快速小平台在不同的攻击阶段，以及快速小平台与攻击目标、本艇声纳平台所处的位置关系，研究相应的信号处理方法，通过高分辨率阵列信号处理、声屏蔽声聚焦等技术手段达到抑制快速小平台噪声的效果。此外本技术研究还能用于抗拖船干扰，使拖曳线列阵声纳能有效抑制拖船方向的探测盲区等领域，具有广泛的应用前景。

快速小平台是现代海战的主要作战武器，通过线导制导被导引至攻击目标方位上，其优势在于不需准确的目标运动要素就可发射，大大缩短了武器系统的反应时间。但是发射出管后，其本身作为宽带强干扰源影响了本地声呐平台的工作。本课题针对快速小平台在发射、行进过程中不同阶段的干扰形式，研究了多种抗快速小平台干扰的技术。.当发射运动轨迹可以精确预报时，通过在预报方位上设置零点约束条件来抑制干扰。在发射前期位于声场近场，而所需探测目标位于声场远场，针对近场的球面波扩展特性，对零点约束波束形成算法作了相应改进，使之能够修正近场因素带来的时延差，推导和仿真了当干扰为多亮点模型时的抑制技术。.如果预估方位不够准确时，零点约束的干扰抑制性能会迅速下降。课题研究了标准直线阵的阵元间距与波长满足一定关系时，相邻阵元两两组合后能产生“心”形指向性，将零陷方向对准快速小平台发射端，可以有效解决发射时端向入射的干扰，并针对宽带阵列信号提出先利用空间重采样技术使得宽带信号聚焦到满足指向性要求的频率处，然后进行宽带信号的干扰抑制和目标探测。.在行进前中期，运动速度快，接收数据中各声源的组成成分变化迅速，可用的快拍较少，由此提出了对角加载、协方差矩阵增广等稳健自适应干扰抑制技术，提出了宽带稳健自适应抗快速目标干扰的波束形成技术。通过仿真和海试数据处理验证了算法的可行性和稳健性。.在行进后期，接收信号协方差矩阵中信号、干扰、噪声各个分量变化缓慢，快拍数多，协方差矩阵比较稳定，当噪声与目标满足独立不相关时，噪声分量主要集中在协方差矩阵的主对角线。据此提出了对角减载水声阵列信号处理技术。所提方法能有效提高低信噪比背景下的声呐多目标分辨性能。针对宽带波束形成提出了基于对角减载的导向最小方差波束形成技术，最后通过海试数据处理验证该算法的稳健性和有效性。本课题研究的技术，具有广阔的工程应用前景。