舰船辐射噪声学习札记
一种典型舰船辐射噪声模拟新算法
一种典型舰船辐射噪声模拟新算法舰船辐射噪声是指由舰船的机械和电子设备所产生的噪声辐射，对乘员和周围环境产生不利影响。
在海军作战和训练中，需要对舰船的辐射噪声进行精准的模拟和预测，以保障作战场合中的战术效能和战斗力。
传统的辐射噪声模拟算法存在精度低、计算量大的问题。
为解决这些问题，一种新的典型舰船辐射噪声模拟算法被提出，并获得了广泛的应用。
该算法基于波场分解理论，将辐射源和周围环境的声压场分解为若干个频率相同、方向不同的波矢。
然后通过波矢相加原理，将波矢进行相加和相消，得到舰船在不同方向的声压场分布。
该算法考虑了辐射源的复杂性和多点声源的耦合效应，可以更准确地模拟舰船辐射噪声的空间分布和频谱特性。
该算法在辐射源建模和环境建模上有所改进。
辐射源建模中采用了基于声辐射追踪理论的空间建模方法，能够更加精确地描述舰船不同区域的辐射源。
而环境建模中，则采用了局部非均匀网格技术，可以减小计算范围，提高模拟效率。
该算法还考虑到了海洋环境的复杂性和时变性。
将海洋中的声速梯度和海底地形等因素考虑进去，能够更好地模拟舰船辐射噪声在不同深度和距离的衰减规律和谐波特性。
同时，该算法还具备多频段特性，使得可以根据实际情况选择适当的频率段进行模拟。
该算法在实际的舰船辐射噪声模拟中，表现出了较高的精度和计算效率。
通过与实际测试数据进行比较，该算法的模拟结果与测试数据相符合，证明了该算法的可靠性和准确性。
该算法在海军舰船设计、订单验收和作战训练等方面都有很好的应用前景。
总之，典型舰船辐射噪声模拟算法是一种新的辐射噪声预测方法，具有高精度、计算量小和时变性等优点。
该算法对于改善舰船的噪声控制和海军的作战效能有重要的意义。
相关数据是指具有相互关联关系的数据，常见于统计和数据分析领域。
下面我们以航空公司乘客数量和机票价格为例，对相关数据进行分析。
首先，我们需要收集一定时间范围内航空公司的乘客数量和机票价格数据，然后通过相关性分析（如皮尔逊相关系数）来计算两个数据集之间的相关程度。
【装备】说说舰船辐射噪声源及其一...
【装备】说说舰船辐射噪声源及其一...大概很多人都不了解舰船的辐射噪声是什么原因造成的，但是舰船的噪声水平是舰船特别重要的指标，就行人们生活中的汽车噪声水平一样，大量舰船辐射噪声资料表明，舰船辐射噪声源分为三大类：机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声，机械噪声：主机（柴油机、主电动机、减速器）辅机（发电机、泵、空调设备）螺旋桨噪声：螺旋桨上或其附近的空化螺旋桨引起的舰壳共振水动力噪声：水流辐射噪声空腔、板和附件的共振在支柱和附件上的空化机械噪声机械噪声指的是航行或作业舰船上的各种机械的振动，通过船体向水中辐射而形成的噪声。
根据舰上各种机械产生噪声的机理，又可将机械噪声分为五类，如不平衡的旋转部件，重复的不连续性，如齿轮、电枢槽、涡轮机叶片等工作时产生的噪声。
由于各机械结构的运动形式不同，它们产生的水下辐射噪声的机理和性质也就不同，一般说来机械噪声是舰船辐射噪声低频段的主要成分。
螺旋桨噪声螺旋桨也是机械，但产生噪声的机理和所产生噪声的频段不同于上述的机械噪声，所以将螺旋桨噪声单独列出，螺旋桨噪声是由旋转着的螺旋桨叶片与流体相互作用所产生的噪声，它由螺旋桨空化噪声、唱音和螺旋桨叶片速率谱噪声组成，这三种噪声产生的机理不同，其特性也不同。
空化噪声螺旋桨在水中旋转时，当转速达到一定值时，叶片末端和表面会产生负压区，当负压达到足够高时，就会产生气泡，这种现象称之为空化，空化产生的气泡破裂时会发出尖的声脉冲，大量气泡破裂产生的噪声是一种很响的咝咝声，即所谓的空化噪声。
这种噪声往往是舰船辐射噪声高频段的主要成分。
空化现象只在舰船达到一定航速时才会产生，此时，船的高频辐射噪声突然增大，这个航速称为舰船临界航速，二战时期，研究人员曾对航行在潜望镜深度的潜艇进行过测量，根据大量研究数据得出了螺旋桨空化噪声与航速间的关系，临界航速在3~5节之间。
航速低于临界航速时，此时基本不会出现空化现象，因此空化噪声级很低，一旦航速大于临界航速，空化就骤然发生，所以空化噪声就急剧增大，增值可达20~50dB，当航速继续增加时，由于空化已经很充分，基本达到了饱和，所以空化噪声渐趋平稳。
舰船辐射噪声特性分析
2螺旋桨噪声由螺旋桨在水中转动所产生噪声，包括螺旋桨空化噪声，螺旋桨旋转和桨叶振动等产生的噪声，虽然螺旋桨应该是整个推进系统的一个组成部分，但由于它在海水介质中运动，其产生的噪声的方式具有特殊性，在舰船噪声中占有重要地位。
3水动力噪声由不规则和起伏的海水作用于航行舰船所产生的噪声，这些噪声起因于几种不同的流体动力学效应，包括流噪声，水流作用于舰船空腔、板和附件引起的共振产生的噪声以及船体和附件的空化噪声等。
舰船辐射噪声特性分析
舰船噪声,分为空气噪声（在空气介质中产生的噪声）和水噪声（在水介质中产生的噪声）.其中舰船水噪声分为舰船辐射噪声和舰船自噪声.舰船辐射噪声是由舰船上机械运转和舰船运动产生并辐射到水中的噪声,舰船辐射噪声是被动探测装置的信息源,是舰船隐蔽性的重要指标之一,用以评介本舰招致声纳探测和水中兵器攻击的危险性.
舰船辐射噪声重要是有机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声三部分叠ห้องสมุดไป่ตู้而成。
1机械噪声由船上的各种机械设备产生的噪声。这些机械设备种类繁多，主要有用于船舶航行的主机（往复式发动机、汽油机、柴油机、主电机、经航电机等）以及配套的推进装置（转轴、轴承、减速器等），还有各种辅机（主发动机、变流机、空调机、通风机、各种泵等）以及复杂的管路、阀门、齿轮箱等。这些机械在运动过程中产生振动，通过底座或支架传递到船体，从而引起船体振动并向海洋中辐射噪声声波。以这种形式产生的噪声往往含有系统转动频率及其谐波分量的窄带信号。
浅析现代潜艇最关键、最致命的技术：降噪
浅析现代潜艇最关键、最致命的技术：降噪现代潜艇最关键、最致命的技术是什么？答案肯定是众口一词：降噪。
本文讲究相关问题做一个简单的介绍。
潜艇的噪声可以分为三类1. 辐射噪声它是指辐射到艇外水中的噪声，这是最重要的，关系到潜艇的隐蔽性问题。
对于核潜艇来说，公认的最大辐射噪声源是三个：螺旋桨、核反应堆主循环泵和主机减速齿轮箱，当低速航行时，最大噪声源是主泵或齿轮箱，当高速航行时，最大噪声源就变为螺旋桨了。
2. 舱室空气噪声指潜艇里的各种声源辐射到舱室空气中的噪声，主要对艇内人员身体产生危害，以机械运转声为主，人在艇内能感受到的最大噪声源一般是柴油机（各种潜艇）、减速齿轮箱（核潜艇)发出的声音。
3. 自噪声指对本艇水声观通器材的工作产生干扰的噪声。
它是由潜艇自身的动力装置和船体运动等所引起的水噪声。
不同型号的潜艇自噪声源也不一样，但一般来讲，艇的首部自噪声最低，越往后越高，因为越靠近螺旋桨，所以从干扰声纳工作的角度来说，最大噪声源来自螺旋桨。
所以声纳装置一般尽量装在前部。
（对泵喷水推进的潜艇，原来螺旋桨的噪声矛盾不太突出了，最大噪声源有时在指挥台后部，可能是甲板上凸起的围壳产生的湍流所致，因此很多潜艇的指挥台围壳做成低矮圆滑的形状，俗称飞机舱盖形）。
噪声来源及其控制方法这个世界上有能力造出核动力潜艇得也就5家，所以核动力潜艇可不普通。
至于噪声问题，那是潜艇最重要的生存和作战工具，噪声的具体数值绝对是最高机密。
不过可以给一些参考，美国的上一代核潜艇洛杉矶级的噪声大概在110-120分贝，当然这是平均值，不同的运行状态下，潜艇的噪声会有很大差异。
潜艇噪声主要来自于机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声。
这些噪声在潜艇的不同航速下，对潜艇的辐射总噪声有不同的影响。
潜艇在电力推进工况下，低速时噪声主要来自机械噪声，而中高速时螺旋桨噪声是主要噪声源。
1. 机械噪声机械噪声是由于潜艇内主、辅机和轴系的运转，以及与其相连的基座、管路和艇体结构的振动而引起的。
基于振动传递分析的舰船辐射噪声特性研究
舰 船在航 行 过 程 中由 于 主机 、 机 、 旋 桨 的 辅 螺 激励 而 产生不 同程 度 的振 动 ， 导致 水 下 辐 射 噪声 ，
基座 结构 ， 进行 振 动 传 递特 性 的研 究 ， 索 船 体 的 探 振动 与水 下 声 辐 射 特 性 的 变 化 规 律 ． 利 用 有 限 在
ｔ ａ ｓ ｉｓｏ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｎａ ｙ ｉ ｒ ｎ ｍ ｓ ｉ ｎ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｓａ ｌ ｓｓ
ＱｕＹ ａｗ ｎ ，ＷａｇＧ ｏｈ Ｈ ｕｈ ｏ ｉ ｕ ｎ ａｇ ｎ ｕｚｉ， ｕＹ ｃａ
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ｅ ｕ ａ ｅ ａｏ ｇ ｔ ｅ ｓ ｉ ｔｕ ｔ ｒ ｓ ｒ ｖ ａｅ ｎ ｎ ｌ ｚ ｄ ｒｓ ｒ ｃ ｌ ｎ ｈ ｈｐ ｓ ｃ ｕ ｅ ｉ ｅ ｅ ｌｄ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ．Ｔ ｅ ｈ ｎ ｅ ａｅ ｏｓ ｓｒ ｄ ａｅ ｒ ｍ ｈ ｏｅ ｆ ｒ ｈ ｎ ｔ ｅ ｕ ｄ ｒ ｔｒ ｎ ｉｅ ａ ｉ ｔｄ ｆ ｗ ｏ ｔ ｅ ｗｈ ｌ
第２ ５卷第 ２期
２ １ 年 ４月 ０１
江苏 科技 大学 学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｉ ｇｕＵ ｉｅｓｙｏ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎｌ ｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏｒａ ｏ ａ ｓ ｎｖｒｔ ｆ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ （ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ Ｊｎ ｉ Ｓ ｅ ｏ ｅ ｉ
第二章船舶辐射噪声及计算方法
船舶辐射噪声及其控制方法一、船舶辐射噪声的基本原理船舶辐射噪声是指船舶在水中辐射的噪声，主要包括机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声等。
其中，机械噪声是船舶辐射噪声的主要组成部分，它是由船舶机械部件的振动和摩擦所产生的。
螺旋桨噪声则是由螺旋桨的振动和摩擦所产生的，水动力噪声则是由船舶在水中运动所产生的噪声。
二、船舶辐射噪声的控制方法1. 船舶辐射噪声的隔声处理船舶辐射噪声的隔声处理是指利用隔声材料对船舶进行隔音处理，以减少船舶辐射噪声对周围环境的影响。
常用的隔声材料包括岩棉、矿渣棉、泡沫塑料等。
2. 船舶辐射噪声的吸声处理船舶辐射噪声的吸声处理是指利用吸声材料对船舶进行吸声处理，以减少船舶辐射噪声的传播。
常用的吸声材料包括玻璃棉、岩棉、聚乙烯等。
3. 船舶辐射噪声的抑制船舶辐射噪声的抑制是指利用抑制材料对船舶进行降噪处理，以减少船舶辐射噪声对周围环境的影响。
常用的抑制材料包括橡胶、塑料等。
4. 船舶辐射噪声的降噪处理船舶辐射噪声的降噪处理是指利用降噪设备对船舶进行降噪处理，以减少船舶辐射噪声对周围环境的影响。
常用的降噪设备包括隔音罩、隔音室等。
三、船舶辐射噪声的计算方法1. 船舶辐射噪声的声源级计算船舶辐射噪声的声源级计算是指利用声学原理对船舶辐射噪声的声源强度进行计算。
通常采用的方法是隔声量计算法和吸声量计算法。
2. 船舶辐射噪声的传播距离计算船舶辐射噪声的传播距离计算是指利用声学原理对船舶辐射噪声的传播距离进行计算。
通常采用的方法是隔声量计算法和吸声量计算法。
3. 船舶辐射噪声的环境噪声级计算船舶辐射噪声的环境噪声级计算是指利用声学原理对船舶辐射噪声的环境噪声级进行计算。
通常采用的方法是隔声量计算法和吸声量计算法。
利用船舶结构进行水下测绘辐射噪声预报
收稿日期 : 2017 – 03 – 28 作者简介 : 黄庆锋 (1983 – ) ，男，本科，讲师，主要从事测绘工程专业教学工作。
第 39 卷
黄庆锋：利用船舶结构进行水下测绘辐射噪声预报
·5·
Me =
流体刚度矩阵：
f
Hale Waihona Puke 1 c2VN p N p T dV ，
62.5 Hz，在研究振动响应时使用的是低噪声船舶，利 用直接法可以得到船舶结构的位移、速度等振动响应 [2]。 需要选择合适的单元类型执行有限元法，本文采 用的是 shell63 壳体单元，弹性阻尼是三维二节点单元 的 combine14，此阻尼具有六自由度，弹性阻尼单元的 个数与模拟隔音的单方向刚度对应，本文模拟了 3 个 方向的刚度，所以需要 3 个阻尼单元进行叠加。 在双壳之间的流体用 fluid30 单元模拟，其中里面 紧贴结构的流体是接触性的，耐压壳的外部处理方式 是截断吸声面，根据波动方程求解的域的边界是流固
Ke =
流固面上耦合矩阵：
f
V
B p T B p dV ，
RT e =ρ
s
N p nT Nu dS ，
在流固面 S 上应该满足边界条件
∂p = − jωρvn ， ∂n
式中： vn 为流固面的法向速度； ω为圆边频率。 在无穷远处满足的 Sommerfeld 辐射为： ( ) ∂p lim r + jkp = 0。 r→∞ ∂r
式 中 ： pe 和 ue 分 别 为 节 点 的 声 压 和 位 移 向 量 ； Fe =
s 为船舶结构质量 Re pe 为流体对船舶结构的作用力； Me s 和C 分别为结构刚度矩阵和阻尼矩阵。 矩阵； Ke e f f
船舶的噪声与振动控制 纪瑞
船舶的噪声与振动控制纪瑞摘要：近年来，我国各行业发展如火如荼，国家呈现一片蒸蒸日上、欣欣向荣的景象，船舶行业也取得了很大的发展。
船舶运行期间，需要借助于螺旋桨、主机、推进系统等动力机械与风机、泵等辅助机械装置才可产生运行动力正常行驶，但是这些机械工作时发出的噪声及振动较大，船体长时间受到这些装置工作的影响，有着较高的风险发生船体结构破坏问题，而且船员在此种工作环境下工作容易出现身体健康问题，所以船舶噪声和振动控制处理非常重要，要求研究人员可以对船舶发出的噪声与振动进行研究，找出有效控制的办法，指导船舶设计人员可以在后续的设计工作中利用控制噪声与振动元件，合理设计船舶结构，从而确保设计出的船舶有着较长的使用寿命，船员可安全的在船舶上开展各项海上生产及作业工作。
关键词：船舶；噪声与振动；控制措施引言随着工业水平不断提高，船舶等运输工具在外形方面逐渐向大型化发展。
船舶设备运行时间过长导致零部件松散、管路破裂等问题，使船体及内部结构的振动噪声问题也日益严峻。
如何有效保障大型船舶设备安全运行，有效控制船舶振动噪声成为当前研究的重点课题。
1振动源与噪声源分析船舶结构中的主机、柴油机、主推进及主螺旋桨等装置是造成船舶振动源（噪声源）的主要因素，分析多因素与振动源（噪声源）之间的相关性，发现柴油机、螺旋桨装置为重要的影响因素，其中柴油机运转期间可以为船舶提供运行动力，会产生修复力矩、惯性力等振动（噪声）干扰力，而螺旋桨则可以在工作中产生轴承力、叶频干扰力等影响振动振幅大小的激振力。
分析船舶发出的噪声可知主要包括三类：空气动力、电磁、机械噪声，划分依据为发出噪声的声源，还可以依照船舶上噪声发出的具体位置，将噪声划分为船体振动、结构激振、螺旋桨噪声等多类。
研究船舶振动源、噪声源期间，需要对船舶作以局部结构模态分析，从而可让研究人员充分掌握船舶结构阻尼、振型及频率等参数，进而依据参数明确船舶出现振动及噪声期间，是否同时出现谐振现象，并且通过参数还可以对船舶频率、振型的正确性进行测试，从而可结合多项分析结果来预测船舶振动源位置。
基于舰船辐射噪声的舰船目标定位技术.
基于舰船辐射噪声的舰船目标定位技术1 引言舰船水噪声分为舰船辐射噪声和舰船自噪声两种，舰船辐射噪声与有舰船上机械运转和舰船运动产生并辐射到水中的噪声，它是由离开舰船一定距离的水听器接收到的舰船噪声。
航行中的舰船产生的辐射噪声主要有三大类：(1)由主机、辅机、空调设备等产生的机械噪声；(2)由螺旋桨转动导致的空化、旋转声及“唱音”构成的螺旋桨噪声；(3)由水流辐射、附件共振等产生的水动力噪声。
舰船辐射噪声是对方声探测系统的信息源，它会把自己的存在暴露给对方，是破坏舰艇隐身性能的主要因素。
如何利用这个信息对舰船目标进行“隐蔽式”的定位，乃至引导对其的攻击，这已成为一个热点研究问题。
在实际中遇到的海洋环境造成以及多种人为噪声均不是高斯分布，这类噪声的共同特点是噪声的某些瞬间幅度远远高出其均值，具有非常显著的脉冲特性，且其统计密度函数具有较厚的拖尾，为分数低阶α稳定分布过程这类信号也称为分数低阶矩信号。
在这种噪声背景下，用常用的信号处理方法可能会带来许多问题。
如何通过测量舰船辐射噪声来完成对舰船目标的定位，就需要寻找一种全新的信号处理方式。
本文提出基于盲源分离的的多步定位方法，这种方法通过盲源分离的引入，可以降低分数低阶矩信号的影响，然后通过时差估计，最后完成对目标位置的估计。
本文结构安排如下：第2部分对本文采用的声测阵列一五元十字阵结构和声源定位相关问题进行描述和分析，提出问题；第3部分对基于盲源分离的时差估计和定位算法进行深入分析；第4部分对本文所采用算法应用进行实验分析；最后就是对本文进行归纳总结。
2 问题描述假设水下声信道是理想无畸变的信道，忽略点噪声源在传播过程中的损耗。
假设由m个相同的水听器任意分布在同一面组成传感器阵列，接收位于阵列远场中的n个点目标发射的信号波前，目标源和基阵位于同一平面。
假设传播介质是均匀且各向同性的，远场信号波前到达基阵时可假设为平面波。
2．1 α稳定分布噪声α稳定分布为具有更尖峰或偶然脉冲类信号和噪声提供了非常有用的理论工具，它是广义上的高斯分布，即高斯分布是它的一个特例。
一种舰船辐射噪声信号的去噪特征提取方法
一种舰船辐射噪声信号的去噪特征提取方法说实话舰船辐射噪声信号的去噪特征提取方法这事，我一开始也是瞎摸索。
我试过好多传统的去噪方法呢。
比如说最基本的滤波，我当时就想这噪声不就和过滤杂质一样，用个滤波器把那些杂乱的波给过滤掉就好了吧。
结果发现可没这么简单。
简单的滤波虽然能去掉一部分噪声，但也把一些有用信号给削弱了，就像淘米的时候不小心把好米都冲走了一些，这可不成。
后来我又想，能不能根据噪声和信号的频率差异来处理呢。
因为我觉得噪声的频率可能和信号的频率有明显的区别，就像白噪音那种，叽里呱啦的，和真正有规律的舰船信号不一样。
于是我就开始研究频域分析的方法，这个过程那叫一个头疼啊。
我要先把时域的信号转换到频域，就像把一堆形状各异的积木按照颜色重新分类一样，我得用那个傅里叶变换，这可是个关键步骤。
刚开始学这个傅里叶变换的时候，我看那些公式头都大了，但是没办法啊，硬着头皮一点点搞懂。
转换到频域之后呢，我就想找到那些噪声的频率成分，把它们清除掉，再转换回时域。
可是这时候问题又来了，就算我在频域把觉得是噪声的部分去掉了，转换回时域的时候，信号变得怪怪的，就像拼图拼错了几块一样。
后来我才意识到光看频率不行，还得考虑信号的能量分布之类的东西。
我就开始研究像小波变换这样能同时在时域和频域分析信号的方法。
它就像一个多面手，可以对信号进行更细致的分解和处理。
比如说，它可以把信号分解成不同尺度的小波分量，就像把一个大蛋糕切成不同大小的块。
一些小波分量可能主要是噪声，一些可能主要是信号，我就试着把那些噪声为主的小波分量去掉，然后重构信号。
这个过程又涉及到很多参数的选择，哪个尺度合适，阈值怎么设都是问题。
我试了一次又一次，每个参数都在一定范围内微调，就像调收音机的频道一样，一点点找到听起来最清晰的那个点。
虽然现在也不敢说我的方法就是完美的，但总算是有点成果了。
我感觉这个领域还有很多地方可以探索，比如说怎么更智能地确定那些参数，也许用深度学习之类的方法会更好，不过这就是我之后要折腾的方向了。
基于实测噪声信号的舰船辐射噪声重构
基于实测噪声信号的舰船辐射噪声重构在船舶工程中，辐射噪声是非常重要的一个指标。
然而，在实际的舰船工程中，舰船的辐射噪声信号往往是非常复杂的，由于各种原因，可能会出现噪声信号的失真、测量误差等情况，这就对后续的信号分析和处理带来了很大的困难。
因此，如何准确地重构辐射噪声信号是当前研究的焦点之一。
本文的目的是通过实测噪声信号，介绍一种可以用于舰船辐射噪声重构的方法。
该方法主要基于信号处理和数据挖掘技术，通过对噪声信号的分析和处理，得到了更加准确、稳定的辐射噪声信号重构结果。
首先，我们通过实测噪声信号获取了一组原始信号数据。
针对这组原始数据，我们首先进行了数据预处理。
具体来说，我们对原始数据进行了去噪、降噪等操作，以去除信号中的噪声影响，从而增强信号的稳定性和准确性。
接着，我们对处理后的数据进行了特征提取。
在特征提取过程中，我们使用了有监督和无监督的方法。
有监督的方法主要是通过标签信息来训练一个分类器，从而提取出与辐射噪声有关的特征。
而无监督的方法则主要利用聚类、降维等方法来提取有用的特征信息。
通过这种方式，我们得到了一组具有代表性和区分性的特征数据。
最后，我们运用机器学习算法对特征数据进行了训练和预测。
在选取算法时，我们考虑到噪声信号数据的时序性和不确定性，选择了一些适合于对序列数据进行处理的算法，如卷积神经网络（Convolutional Neural Networks，CNN）、长短时记忆网络（Long Short-Term Memory，LSTM）等。
我们通过在训练数据集上的测试和交叉验证，得到了一个效果较好的预测模型，进而对舰船辐射噪声进行了重构。
实验结果显示，通过本文提出的方法，我们成功地对舰船辐射噪声信号进行了重构，得到了与原始信号数据相比更加稳定、准确、具有代表性的噪声信号数据。
同时，通过训练预测模型和验证实验，也证实了本文提出的方法的有效性和优越性。
总之，通过本文所介绍的方法，我们可以更好地对复杂的舰船辐射噪声信号进行重构和分析，有助于我们对船舶噪声振动特性的深入理解和探索，为船舶噪声控制提供有力的支撑。
舰船、潜艇、鱼雷的辐射噪声特性及其测量方法
舰船、潜艇、鱼雷的辐射噪声特性及其测量方法舰船、潜艇和鱼雷的辐射噪声，是被动声纳的声源信号。
舰船辐射噪声的危害：▪破坏了舰船的隐蔽性；▪可能引爆某些水中兵器；▪干扰本舰的水声设备(自噪声)。
舰船、鱼雷辐射噪声特点：噪声源繁多、集中，噪声强度大，频谱成分复杂。
1、舰船辐射噪声的声源级和噪声谱舰船辐射噪声声源级：在远场测得噪声级后，在修正传播损失，归算到离声源声中心1米处，并计算出1Hz带宽内的声强，则声源级(谱级)为：式中，Δf是换能器工作带宽，I0为参考声强，I N为距声源声中心1米处的噪声声强。
噪声谱基本类型：连续谱、线谱。
舰船辐射噪声为线谱和连续谱的迭加。
2、舰船辐射噪声源及其特性舰船辐射噪声源分为三大类：机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声。
(1) 机械噪声机械噪声是航行或作业舰船上的各种机械的振动，通过船体向水中辐射而形成的噪声。
产生机理：▪不平衡的旋转部件(电机电枢等)；▪重复的不连续性(齿轮、涡轮机叶片等)；▪往复部件(汽缸的爆炸)——产生线谱噪声，其成分是振动基频及其谐波分量；▪流体空化和湍流及排气(泵、管道、凝汽器等)；▪机械摩擦(轴承等)——产生连续谱噪声。
结论：▪舰船辐射噪声为强线谱加弱连续谱的迭加，与舰船航行状态及机械工作状态密切相关，一般较复杂、多变；▪机械噪声是舰船辐射噪声低频段主要成分。
(2) 螺旋桨噪声螺旋桨噪声：螺旋桨空化噪声和螺旋桨叶片振动辐射噪声。
①螺旋桨空化噪声螺旋桨空化噪声是舰船辐射噪声高频段主要成分，且为连续谱，其典型频谱如下图。
空化噪声谱随航速和深度的变化关系工作在潜望镜深度的潜艇的宽带辐射噪声频谱特点：在高频段，谱级随频率以6dB/Oct斜率下降；在低频段随频率增高而增高；谱峰(100Hz~1000Hz)随航速和深度而变化，当航速增加和深度变浅时，谱峰向低频移动。
原因：高航速和浅深度时，易产生空化气泡，产生低频噪声，使谱峰向低频端移动。
空化噪声产生条件是航速大于舰船临界航速。
基于边界元计算的船舶机械设备水下辐射噪声分析
基于边界元计算的船舶机械设备水下辐射噪声分析 1. 引言机械设备是中低航速下船舶水下辐射噪声的主要噪声源，也是影响船舶舒适性的主要振源，为此在特种船舶、军船上主要的设备都采取了诸如浮筏、双层隔振、单层隔振等在内的多种减振降噪措施[1]。
减振对于降低机械设备的水下辐射噪声的好处是毋庸置疑的，但机械设备辐射噪声是多少，在总体辐射噪声总所占份额是多少，需不需要采取减振降噪措施以及采取什么程度的措施在船舶的方案设计阶段尚不清晰。
本文针对上述现状开展某科考船主要设备刚性及弹性两种安装状态下引起的水下辐射噪声数值计算分析研究，可以为船舶的减振降噪设计提供参考。
2. 机械设备引起的水下辐射噪声计算理论及计算流程根据振动传递理论[2]，机械设备机脚p 点施加载荷则引起船体外板l 点振动响应可以表示为：n pi li pi li lp i 1i i i i X H F F a j a j ****=⎧⎫⎡⎤••⎪⎪==+⎢⎥⎨⎬⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎩⎭∑ψψψψ（ω）（ω-λ）（ω-λ） （1） 上式中，lp H (ω）为设备机脚到船体外板的传递函数，F 为设备激励载荷，i λ为复模态频率，i ψ为复振型，i a 为结构的复模态质量。
从式（1）可看出船体外板的振动响应与激励载荷、船体结构等参数有关。
得到船体外板的振动响应后，根据经典的结构声辐射理论[3]，船体结构的辐射声功率可以用下式表示： 22R rad rad W R c =<>=ρ<>υS συ （2）上式中，ρ为流体密度，c 为流体中声速，υ为船体结构表面振动速度，rad σ为船体结构的辐射效率，S 为船体与流体接触的湿表面面积。
根据辐射声功率和声压的关系，可以推导出距离声源r 米处的声压P 为[4]：P =（3）结合上述理论，机械设备水下辐射噪声数值计算流程如图1所示，本文中设备、船体、流体及频率响应分析采用有限元软件进行建模，直接边界元及远场水声计算采用LMS Sysnoise。
第二章船舶辐射噪声及计算方法
波数?
k
c
2
波传播单位距离落后的相位角，声场中沿波传 播的方向相距一个波长的两点的振动相位差为 2 。
船体结构的振动传导性
(3) 振动传导性能取决于船体结构中的弯曲振动 的波数和结构的刚度。 加固船体结构用的加强筋通常可以减少结构的波数（ 可增大弯曲波的波长）， 从而使声振动振幅减小。
非线性
船舶舱室噪声特点
• 根据激励的物理性质可以分为初级结构噪声和次级结构噪声 • 初级结构噪声是机械的支承连接件和非支承连接件传递的动 力激发的结构振动，这种振动在结构中以波动形式传播，并 且由诸如列板、舱壁、板格等结构。 • 次级结构噪声是由机械空气噪声而引起列板、舱壁、板路等 结构中的结构振动，其声级大小与结构的惯性、刚性、阻尼 ，以及空气噪声级等有关。
有限元法及边界元法
在流固耦合面S上，存在边界条件：
p jn n
在无限远处要满足Sommerfeld辐射条件：
p lim r jkp 0 r r
利用波动方程，可以转化为单频声场的Helmholtz积分方程：
S
Pr , r E 1 GP, Q pQ j nG P, Q dsQ Pr , r S n 2 0, r I
有限元法及边界元法
用FEM对模型进行分析是通过对模型进行离散，同时求解波 动方程以及结构运动方程来实现的。在流体介质中声波应满足波 动方程
1 2 p p c t 2
分别对结构和流体进行单元离散最后可得到矩阵形式的流 体波动方程：
e Kef pe 0 Ref u e 0 M ef p
船舶的主要噪声（细分）
船舶舱室噪声的噪声源具体分为螺旋桨噪声、船舶机械噪声 和结构噪声。 （1）螺旋桨的噪声 螺旋桨是船舶的一个主要噪声源，它可以引起船体振动而导 致噪声，也可以直接产生噪声。 旋转噪声是由于螺旋桨周期地击水所引起，它的频谱是不连 续的，它能使船体形成100Hz以内的低频噪声和振动。 （1）桨轴振动； （2）桨叶激水； （3）桨叶颤振； （4）空化；
舰船噪声的控制技术
舰船噪声的控制技术舰船噪声的危害1.船舶噪声来源船舶在运行过程中由于设备的使用会产生噪声，船舶噪声由其自身设备工作时以及外界风浪等拍击船体时发出的不同频率和不同强度的声音无规律地组合而成。
它包括存在于舱室部位的空气噪声，存在于船体结构中的结构噪声，即振动，以及存在于船体周围水介质中的水噪声。
2.噪声的危害船员如果长时间处于高噪声环境，容易产生疲劳，降低工作注意力和效率，甚至会间接引发海上事故，并对船员的听力造成永久性的损伤。
此外，船体的振动还会引起船上仪器设备的正常使用及造成船体结构的局部疲劳损坏。
而且，船体辐射到水下的噪声会对海洋生态环境造成极大的破坏，对海洋生物的生长产生重要的影响。
噪声控制1.噪声的研究对于船舶舱室噪声的工程预报及控制方法的研究，不仅是噪声量级的简单估算过程而是对噪声控制技术提出量化技术指标和把握控制方向的过程。
在船舶设计阶段对舱室进行声学预报和研究，考虑声和振动的传递及衰减和阻尼，相比在已建成的船舶上采取一系列降噪措施要节省相当可观的费用，更为重要的是能够明显地缩短建造和改进周期，极大地提高工程运作效率。
船舶作为一个复杂的工程结构动态系统，船体各结构之间的相互作用关系是很难用运动微分方程来描述的，求解也就变得很难完成。
基于这个原因，工程上为了使用某些近似方法来求解船舶噪声问题，往往会针对这种方法的使用条件而做出种种假设。
目前国内外船舶噪声预报的主要方法有经验公式预测法、有限元法、边界元法、统计能量分析方法。
此外，还有一些其他的方法，如灰色预测法、阻抗分析法等。
2.噪声的控制目标船舶噪声控制的目标是以保护人体健康为出发点，以工程技术和经济条件为考虑要素，力求提供给船员和乘客一个适当而舒适的声学环境。
①以保护人体健康为出发点是指要确保船舶噪声对船员和乘客的休息和睡眠没有太大干扰，对人们之间的正常交流与联络没有太大影响，对船员与乘客的听力不会造成不可逆转的听力损失。
②以工程技术和经济条件为考虑要素是指船舶噪声并不是降得越低越好，因为噪声水平过低不仅在工程技术上难以达到，同时这也意味着噪声控制材料的增加，造成经济上的浪费与船舶性能的降低。
利用辐射噪声对舰船进行定位
∂Kn ∂ξn
χ4 = - 2ξ3n( σn2 +
β2n γn )
-
( ) χ4 éëêê2σn
1
χ2 +
2ξ2n
-
ξn β2n γn
-
ξn β
γn
2n
ùûúú
4ξ2n( σ2n + β2n γn ) 2
ξn 由频散方程 β1ncos β1nH - ibβ2nKnsin β1nH = 0
决定,b = ρ1 / ρ2 ,β1n = k21 - ξ2n ,β2n = k22 - ξ2n ,Kn =
第 42 卷第 7 期 2021 年 7 月
哈 尔 滨 工 程 大 学 学 报 Journal of Harbin Engineering University
Vol. 42 №. 7 Jul. 2021
利用辐射噪声对舰船进行定位
刘亚琴3 , 杨士莪1,2,3 , 张海刚1,2,3 , 郭俊媛1,2,3 , 刘岩3
Abstract:Aiming at the positioning problem of target ship in environments with an elastic seabed, in this study, passive positioning for target ships is researched using the ship radiated noise. Based on the principle of matched field processing, the frequency difference between the frequency corresponding to the peak of the ocean waveguide spectrum and the peak of the spectrum of the received signal is defined as a cost function. When the cost function takes a minimum value, the depth and range of the ship can be obtained. In the typical sound velocity profile environment, whether the radiated noise power spectrum is a pure continuous spectrum or a continuous spectrum superimposed line spectrum, the simulation results show that the positioning method proposed in this paper can effectively estimate the target distance. When the radiated noise power spectrum superimposes the line spectrum, the positioning accuracy of the method will be reduced. The decrease in the positioning accuracy of the method can be compensated by increasing the frequency range. Applying the proposed positioning method to the experimental data obtained in Zhoushan can effectively estimate the positioning of the target ship. Keywords:ship; radiated noise; continuous spectra; matched field processing; peak of spectrum; frequency difference; elastic half-space; passive location
船舶水下辐射噪声特性研究
#$#$
! 产生的矩阵能理解为转变负方向的流体压力向量成为系统坐标中的结构载荷向量 ! #$ &" ’ 为流体压
力向量 ! 假设所有压力 # 位移 # 速度都是和时间相关的 ( 的函数 " 则 $" % 式可以写为 ’
6 ! #$ % & K)! # ,$ H #$ - #! ." &" / #! ! G)! ! "" G! +" !" )!*
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" 和 #$ ! " ! 其中 ’ ! 和! 分别为结构的质量 # 阻尼和刚度矩阵 ( ! "! !" "" #" ! 分别为结构的加速度向量 #
速度向量和位移向量 ( # 为结构载荷向量 ( ! 为正交变换矩阵 ( ! 是湿表面的对角面积矩阵 ! 积 ! $$ %" &" %"
I6L
& 定义 ! H% 4)! 为结构的阻抗矩阵 "则有 ’ $" ;! ! G)! ! 0" G! +" !" # #$ ! ! ,$ H #$ - ;! / I$E $" %" &" 式中 " # # #$ ,$ - # #$ / 分别为结构速度向量 # 结构载荷向量和流体压力向量的复数幅值向量 (! 为圆频率
流 & 固交界面 % 上时 !$ % 为 $# $. 位于结构区域 )’ 内时 !$ % 为 9% 然而在通常情况下 $ % 总可以 .& .& .& 表示为!&A##
舰船辐射噪声学习札记
舰船辐射噪声舰船辐射噪声包括：机械噪声、螺旋桨噪声以及水动力噪声。
其中螺旋桨辐射噪声对目标识别具有重要意义。
螺旋桨辐射噪声分为：空化噪声、螺旋桨叶片振动时产生的“唱音”。
“唱音”：由螺旋桨叶片排挤、切割水流引起的螺旋桨局部共振，是一种线谱噪声，设计好的螺旋桨可避免“唱音”。
空化噪声：空化的出现与深度以及螺旋桨的转速有关，空化噪声随深度的增加而降低，随螺旋桨转速的增加而增加。
由两部分构成：一、由紧靠桨叶区域的大量瞬态空泡的崩溃和反弹产生，其频谱是连续的；二、由螺旋桨附近区域中大量稳定空泡的周期性受迫振动产生，其频谱是离散的线谱。
高频时线谱成分趋于零，低频时线谱成分大于相应的连续谱；高频段连续谱随频率的平方下降，低频段连续谱随频率的平方而上升，在某一较低频率处出现谱峰。
螺旋桨空化噪声会产生幅度调制，通过解调处理的调制谱中存在许多离散线谱，位置对应着螺旋桨的轴频（基频）、叶频（轴频与叶片数的乘积）以及其谐波，利用这些离散线谱可估计螺旋桨的轴频和叶片数。
目标的螺旋桨不同则其对应的轴频也不相同，提取轴频可以为被动声纳目标检测和分类识别提供有力工作。
舰艇辐射噪声的宽带分量中有明显的振幅调制，通过解调可以得到低频线谱。
典型的辐射噪声谱形状如图所示。
图辐射噪声谱示意图舰艇辐射噪声的平均功率谱中既有连续宽带谱，又有离散频率的线谱。
这两种成份产生的机理不同，与深度的关系也不同。
舰艇噪声的宽带连续噪声谱分量主要是由螺旋桨空化噪声和机械噪声两部分构成。
螺旋桨噪声是由于螺旋桨旋转产生空化造成的，反映在舰艇噪声宽带连续谱的高频段。
螺旋桨空化噪声的功率谱在高频以6分贝/倍频程斜率下降，在低频功率谱曲线有正斜率，因此存在一个峰值。
对于舰船、潜艇这个峰值在100~1000Hz范围内。
以潜艇为例，这个峰值的位置随航速增加和深度减小而向低频方向栘动。
实际测量舰艇辐射噪声的连续宽带谱中有时不存在峰值，这是因为在低频端还有其它噪声源产生的噪声，如机械振动产生的噪声等。
基于ABAQUS的水面舰船辐射噪声研究
声压级
图 7 流场半径 4 米处的声压级 Fig.7 The sound pressure level of the radius 4
图 8 基座上弹簧所对的点的加速度 Fig.8 The point acceleration on the pedestal
参考点选择的是半径处的一个半圆周的参考点处的声压级，每隔 45°取一点。可以看 出典型舱段向流场中辐射噪声，不管是半径为 2m 还是 3m 和 4m 处的声压级都是大体趋势 是先降低后增长，中间出现一些升高和降低的波动。随着半径变化，声压级随着频率的走向 趋势没有太明显的变化。 加速度随着频率呈现先减少后增加的趋势， 降到 0 左右维持到 300Hz 之后就会突然大幅度增加， 远远超过了原来的 0Hz 时的加速度幅值， 一直线性增加到 400Hz。
半宽处加速度 6.00000E-01 5.00000E-01 4.00000E-01
加速度
3.00000E-01 2.00000E-01 1.00000E-01 0.00000E+00 -1.00000E-01 0 100 200 300 400 500
点1 点2 点3 点4 点5 点6
频率
图 9 半宽处of the half-width
2.000000E+00 0.000000E+00 0 -2.000000E+00 -4.000000E+00 频率 50 100 150 200 250 300 350 400 450
0° 180° 45° 90° 135°
1.500000E+00
声压
1.000000E+00 5.000000E-01 0.000000E+00 -5.000000E-01 -1.000000E+00 -1.500000E+00 频率 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
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舰船辐射噪声舰船辐射噪声包括：机械噪声、螺旋桨噪声以及水动力噪声。
其中螺旋桨辐射噪声对目标识别具有重要意义。
螺旋桨辐射噪声分为：空化噪声、螺旋桨叶片振动时产生的“唱音”。
“唱音”：由螺旋桨叶片排挤、切割水流引起的螺旋桨局部共振，是一种线谱噪声，设计好的螺旋桨可避免“唱音”。
空化噪声：空化的出现与深度以及螺旋桨的转速有关，空化噪声随深度的增加而降低，随螺旋桨转速的增加而增加。
由两部分构成：一、由紧靠桨叶区域的大量瞬态空泡的崩溃和反弹产生，其频谱是连续的；二、由螺旋桨附近区域中大量稳定空泡的周期性受迫振动产生，其频谱是离散的线谱。
高频时线谱成分趋于零，低频时线谱成分大于相应的连续谱；高频段连续谱随频率的平方下降，低频段连续谱随频率的平方而上升，在某一较低频率处出现谱峰。
螺旋桨空化噪声会产生幅度调制，通过解调处理的调制谱中存在许多离散线谱，位置对应着螺旋桨的轴频（基频）、叶频（轴频与叶片数的乘积）以及其谐波，利用这些离散线谱可估计螺旋桨的轴频和叶片数。
目标的螺旋桨不同则其对应的轴频也不相同，提取轴频可以为被动声纳目标检测和分类识别提供有力工作。
舰艇辐射噪声的宽带分量中有明显的振幅调制，通过解调可以得到低频线谱。
典型的辐射噪声谱形状如图所示。
图辐射噪声谱示意图舰艇辐射噪声的平均功率谱中既有连续宽带谱，又有离散频率的线谱。
这两种成份产生的机理不同，与深度的关系也不同。
舰艇噪声的宽带连续噪声谱分量主要是由螺旋桨空化噪声和机械噪声两部分构成。
螺旋桨噪声是由于螺旋桨旋转产生空化造成的，反映在舰艇噪声宽带连续谱的高频段。
螺旋桨空化噪声的功率谱在高频以6分贝/倍频程斜率下降，在低频功率谱曲线有正斜率，因此存在一个峰值。
对于舰船、潜艇这个峰值在100~1000Hz范围内。
以潜艇为例，这个峰值的位置随航速增加和深度减小而向低频方向栘动。
实际测量舰艇辐射噪声的连续宽带谱中有时不存在峰值，这是因为在低频端还有其它噪声源产生的噪声，如机械振动产生的噪声等。
宽带谱中低频段主要的噪声是机械噪声。
舰船辐射噪声中的线谱分量主要集中在1000Hz以下的低频段。
产生线谱的噪声源有三类：往复运动的机械噪声、螺旋桨叶片共振线谱和叶片速率线谱、水动力引起的共振线谱。
螺旋桨叶片被海流激励发生共振可以产生很强的线谱噪声。
螺旋桨产生的线谱噪声，其频谱是与叶片数及其转速有关的“叶片速率谱”可表示为：=⋅⋅（1）f m n s上式中，m为谐波次数，n为螺旋桨叶片数，s为螺旋桨转速。
这种叶片速率线谱在1~100Hz 频带内是潜艇辐射噪声的主要成份。
从式中可知，各线谱存在着谐波关系，轴频为各谐波的最大公约数，这种特性常被声纳系统用作识别目标和估计速度的根据。
对于一定深度和航速，潜艇噪声存在一个临界频率，低于此频率主要是机械噪声和螺旋桨噪声线谱，高于此频率主要是空化产生的宽带连续谱。
一般临界频率在100~1000Hz 范围的。
测量表明，对低速舰船，线谱强度可高于附近连续谱10~25分贝，其稳定度可达10分钟以上。
这是被动声纳窄带检测的物理基础。
舰船辐射噪声的线谱主要是螺旋桨的轴频及其谐波成分。
舰船辐射噪声信号生成DEMON 谱分析DEMON （Detection of Envelope Modulation on noise ）分析DEMON 谱的目的：获得螺旋桨空化噪声的调制线谱，进而确定螺旋桨的转速和叶片数目等物理特征。
DEMON 特征提取最关心的是：轴频和叶频。
DEMON 谱分析的重要步骤：一是对舰船辐射噪声信号进行解调；二是对解调后的信号进行谱分析，从而获得有用的目标识别特征。
线谱主要是螺旋桨的轴频及其谐波频率成分。
图 舰船噪声信号DEMON 分析处理框图仿真：调制频率为（1）式中螺旋桨转动的轴频和叶频，载频为宽带噪声。
1、舰船的噪声信号，主要是线谱以及谐波分量（包络），一般为10-100Hz 的谐波簇。
2、载波信号仿真，主要是带限信号，宽带高斯白噪声信号通过一个带通滤波器。
3、将两者相乘，得到带通滤波器以后的信号，这时线谱以及其谐波分量作为包络调制到载波上。
4、经过低通滤波器（截止频率为两倍的包络宽度）将包络滤出来，获得调制信号成分。
5、进行谱分析。
DEMON 特征信噪比DEMON 谱分析的目的是获得螺旋桨空化噪声的调制线谱，进而确定螺旋桨的转速和叶片数目等物理特征。
鉴于在DEMON 特征提取中最为关心的是轴频和叶频，故明确定义DEMON 轴频信噪比和叶频信噪比。
考虑DEMON 的平均噪声功率，因为线谱检测是在起伏的DEMON 连续背景中进行，这种起伏实际上就是检测时的干扰噪声。
在计算噪声功率之前，需对DEMON 谱波形做一定处理，首先是零均值处理，假定DEMON 谱数据为()1,1,0-=N i i X ，其均值如下：()()∑+-==Li li k k X L i X 21 令()()()i X i X i Y -=，为更好的反映噪声功率，为此把序列中大于()i Y 均值一定范围内的值认为是线谱，不计入噪声功率，而把考虑滤除这种线谱的DEMON 谱作为实际的噪声功率，记为noise P ， ()()[]()()()()()()()()⎩⎨⎧>=≤=-=∑-=i Y M i Y if i Y M i Y i Y M i Y if i Y i Y i Y i Y N P N i noise 1021其中()i Y 为()i Y 的平均值，M 为常数。
轴频信噪比定义为：noiseshaft shaft DEMON P S N S =-|； 叶频信噪比定义为：noiseblade blade DEMON P S N S =-|； 其中shaft S blade S 分别表示轴频线谱，叶频线谱的功率。
经典舰船噪声信号解调方法对于舰船辐射噪声来说，调制包络是调制在宽带噪声上，对于这种信号的解调常用的方法是：绝对值低通解调与平方低通解调。
绝对值低通解调就是对宽带噪声信号先做取绝对值非线性运算后通过低通滤波器获得调制信号成分。
平方低通解调就是对宽带噪声信号先做平方运算后通过低通滤波器获得调制信号成分。
图 绝对值低通解调处理框图图 平方低通解调处理框图虽然两种方法在部分样本上表现出不同的特性，但是对于极大多数样本来说，两种方法没有显著差别。
从理论分析上说，平方低通解调方法有比绝对值低通更好的解调效果，其产生的二次谐波能够增强DEMON 信噪比，能获得更显著的线谱特征，即有利于DEMON 谱图上的线谱检测，但从大量的实验结果看，并不是非常明显，且给线谱带来一定程度上的失真。
某种程度上来说，绝对值低通解调是两种方法中优先考虑的一种方法，绝对值低通解调在工程上比较常用。
舰船噪声信号解调信号分析方法（谱分析）参数模型谱分析方法采用参数模型方法作谱分析的精度主要取决于：（1）参数模型的结构（2）估计的精度（3）用估计得到的参数构成谱估计的方法及相应采用的技术。
由wold 分解定理，任何有限方差的ARMA 或MA 过程均可用无限阶的AR 模型表达，在通常情况下，舰船辐射噪声信号可以用一AR 过程描述。
由于使用AR 参数描述噪声信号相当于消除了时间窗造成的有限数据对FFT 分析的影响，因此AR 模型谱分析具有比加窗经典谱估计更高的分辨率。
利用AR 模型进行功率谱估计，必须先得到AR 模型的参数p a a a ,,21以及白噪声序列的方差/功率谱密度2σ可以采用Levinson-Durbin 递推算法、Burg 算法等，利用()2121ˆ∑=-+=p k kj k e a S ωσω求解AR 模型的功率谱估计。
虽然对于一定的DEMON 特征信噪比的信号，AR 模型方法能够获得较好的分析结果，能够提高线谱的强度，从而俄日自动线谱检测提供有利条件，但是对于DEMON 特征信噪比较低的信号也无法获得满意的谱估计结果，通常情况下用周期图法无法获得的线谱也不能用AR 模型的方法获得。
自适应线谱增强器自适应线谱增强器（Adaptive Line Enhancer , ALE ）是一种在实际中得到广泛应用的自适应滤波技术，其主要作用是在加性宽带噪声背景中对窄带信号进行检测和估计，是自适应信号处理技术的一种典型应用。
自适应滤波具有维纳滤波和卡尔曼滤波的最佳滤波性能，但只需要很少的或者根本不需要任何关于信号与噪声的统计特性先验知识，它通过自学习来适应外界随机环境，因而自适应滤波器不仅可以处理确定性信号，也可以处理平稳的或非平稳的随机过程。
自适应线谱增强器(Adaptive Line Enhancer , ALE)是目前得到广泛应用的一种自适应滤波器，从频域上讲它是一种中心频率可以自动调整的窄带滤波器。
在许多情况下，输入信号为同时包含周期分量和宽带分量的混合信号，但是我们只对其中的周期分量感兴趣，而其频率往往又是未知的，此时我们就可以利用ALE 在没有独立参考信号的条件下对周期信号进行提取，从而得到周期信号的估计波形，进而进行其他处理。
自适应线谱增强器不仅是在低信噪比的带限白噪声中检测未知频率CW 信号的有力工具，而且在输入信噪比较高时它还可以提高信号参数的估计精度。
它对测频精度的影响主要表现在两个方面：第一，输入信号通过自适应线谱增强器后信噪比得到了提高；第二，自适应线谱增强器能够很好地从噪声中恢复信号波形，因此，自适应线谱增强器可以提高测频精度。
自适应线谱增强技术通常用于检测宽带噪声中的未知频率正弦信号，达到消除或者降低噪声，增强线谱检测能力的作用。
DEMON 谱分析本质上就是在宽带噪声中检测螺旋桨轴频线谱和其谐波线谱，可以使用自适应线谱增强技术提高线谱的检测能力。
自适应线谱增强器的基本原理，简单地说，就是先将混合信号进行延迟，使宽带信号去相关，而周期信号不去相关，滤波器就能够自适应地与相关的周期信号进行匹配，这样就可以把宽带信号和周期信号分离开来，从而得到周期信号和宽带信号各自的估计波形。
图4.5为基于最小均方误差(LMS)算法的自适应线谱增强器(ALE)原理框图。
()k e ()k y ()()()k n k s k x +=图4.5 自适应线谱增强器(ALE)原理图 在图4.5中，可以看到ALE 的核心部分是一个由线性组合滤波器构成的自适应抵消器。
k w 1、k w 2、k w 3…Nk w 为自适应抵消器的权系数；输入信号()k x 同时包含带宽为B 的带限噪声和脉宽为，从而使得两个()k n 得为了在各种性能要求之间取得平衡，在自适应线谱增强器中一般采用最小均方误差(LMS)算法，其迭代计算公式如下：()()()∑=+-∆-=Nn n n k x k w k y 11 (4-2)()()()k y k d k e -= (4-3)()()()()11+-∆-+=+n k x k e k w k w n n μ (4-4)自适应线谱增强器的性能主要由自适应线性组合滤波器的阶数和自适应算法中的自适应迭代计算步长决定，在输入信号背景噪声功率归一化的条件下，可以通过调整这两个参数获得尽可能满意的滤波性能。