1、第八章 水下噪声 第二十二讲 噪声的基本概念 1College of Underwater Acoustic Engineering HEU本讲主要内容n 噪声的基本概念q 噪声是一种随机过程q 噪声的频谱分析q 水下噪声的指向性特性n 海洋环境噪声q 深海中的环境噪声源q 深海环境噪声谱q 自然噪声的间歇源及自然噪声的变化特性q 海洋环境噪声的振幅分布和空间相关q 海洋环境噪声的指向性2College of Underwater Acoustic Engineering HEU一、噪声的基本概念n 噪声的 定义 ：是指在特定条件下不需要的声音。n 水下噪声q 海洋环境噪声和舰船自噪声它们是声
2、纳系统的主要干扰背景之一，限制装备性能。q 目标（舰船、潜艇、鱼雷等）辐射噪声它是被动声纳系统的声源，通过接收该噪声实现目标检测。n 水下噪声研究的意义（对抗与反对抗）q 提高设备性能、提高自身隐蔽性3College of Underwater Acoustic Engineering HEUn 噪声是一种随机过程 q 描述噪声的统计量有：概率密度函数、概率分布函数q 平稳随机过程n 描述 ：如果一个随机过程经过时间平移后，其统计特性保持不变，即则称这过程为平稳随机过程。n 提示 ：平稳随机过程的概率密度函数与时间无关，为处理上的方便，往往把水中噪声视为平稳随机过程一、噪声的基本概念4Coll
3、ege of Underwater Acoustic Engineering HEUn 高斯噪声若噪声的 声压 概率密度函数表示为： 上述概率密度函数为 高斯分布 ，相应的噪声称为 高斯噪声。其均值和方差为： q 提示 ：水下噪声研究中经常将某一类干扰假定为高斯噪声。一、噪声的基本概念5College of Underwater Acoustic Engineering HEUn 噪声是一种随机过程 q 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 。q 白噪声 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 ：n 功
4、率谱是均匀的 噪声，则称之为 白噪声 。一、噪声的基本概念6College of Underwater Acoustic Engineering HEUn 噪声是一种随机过程 q 噪声声压有效值n 定义 ：等于介质阻抗为单位值时平均声强 的平方根n 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：一、噪声的基本概念7College of Underwater Acoustic Engineering HEU一、噪声的基本概念n 噪声的频谱分析 q 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的频谱没有意义；q 随机过程的功率谱函数是一个确定的统计
5、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：q 线谱 ：数学上能够用傅氏级数来表示，水声中周期、准周期信号的频谱就是线谱信号；q 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的频谱就是连续谱。8College of Underwater Acoustic Engineering HEUn 噪声的频谱分析q 频谱测量系统示意图 ：一、噪声的基本概念信号输入 窄带调谐放大平均功率电压有效值9College of Underwater Acoustic Engineering HEUn 噪声的频谱分析q 声强平均频谱密度： q 声强频谱密度函数： q 带宽内的总声强： q 提示 ：连续谱某确定频率分量上的声强贡献无限小。一、噪声的基本概念10College of Underwater Acoustic Engineering HEU
