水声学-水下噪声2.ppt

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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

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