主动声纳在测距的时候要发射信号,这就给对方的声纳提供了信号,这一点对潜艇是很不利的。因此,被动声纳就成为了潜艇的主战声纳,针对更具普遍意义的噪声目标,噪声目标测距技术是其中的重要研究课题。本文的目的在于研究并设计数字式噪声目标被动测距系统,解决传统声纳中存在的一些弊端,实现对噪声目标的全程测距,对快速运动目标的跟踪测距,使系统不受安装场合的限制,适用于不同的舷侧三元子阵。 噪声目标被动测距声纳一般是通过估计目标辐射噪声到达3个阵元的时间差来测定目标距离的。本文推导了任意直线阵型的三元子阵被动测距、测向公式,分析了时延估计的一般特性。为了实现目标的全程测距,首先要求接收阵的孔径应较大,以实现对远程目标距离的有效估计。此外,在信号处理方面也需要采取一定的技术手段:区分中远程和近程两种目标状态,采用不同的时延估计方法。对于中远程目标,信噪比较低,相关峰不明显,根据跟踪系统提供的方位字,利用“K系数分配法”进行时延估计;对于近程目标采用“K系数分配法”会产生测距模糊问题,但近程信噪比较高,相关峰明显,可以较准确地找到峰值的位置,利用“直接测量法”进行时延估计。通过这两种方法的交互应用成功地解决了对目标的全程测距问题。 从理论上说,被动测距模型比较简单,但实际情况却复杂得多,主要是测距所需的时延估计精度是微秒量级的,而水声信道的传播时延起伏在某些情况下有可能在同一量级甚至更大,所以进行被动测距时还需要配合一系列信号处理技术和实时修正技术。本文对噪声被动测距系统的一般性设计原理进行了讨论,包括预处理机、波束形成器、广义互相关器、测距时延估计器和后置滤波器等处理过程。所采用的广义相关时延估计器加自适应噪声抵消器的估计结构较其它估计结构有一定的优势,尤其是在目标运动轨迹复杂、方位变化率快的情况下,具有很强的跟踪能力。 系统采用了数字化的实现方式。该系统是一个实时信号处理系统,设计