船舶低频通信中噪声幅度概率分布研究

船舶低频通信中会产生大量的噪声,传统研究方式将低频通信中噪声幅度分布忽略不计,但是实际使用中会造成严重的信号阻隔。针对上述问题,提出船舶低频通信中噪声幅度概率分布研究。构建费高斯噪声模型,利用低频通信噪声幅度概率理论,为模型构建提供理论框架,利用费高斯条件实现模型组建;使用模型分析低频信道电磁噪声幅度概率分布、越级噪声数据幅度特性、串频噪声幅度概率分布。试验数据表明,分析结果与实际数据基本吻合并且能够提供理论依据。     

潜艇周围影响超低频通信的电磁噪声来源及特征分析

对潜超低频通信信号的接收会受到很强噪声的干扰.为有效抑制噪声,结合实测数据,对潜艇周围海洋环境中的超低频电磁噪声进行了分析.结果表明,潜艇超低频噪声受航速的影响较大,而与航向、深度等其他因素的关系不大.指出舰船电磁场的存在,尤其是强度较高的轴频电场和工倍频电场为其主要来源,并进一步讨论了不同成因产生的电磁噪声的信号分布、频谱特征及对潜艇超低频通信的影响.     

超低频信号场强与大气噪声研究

超低频大气噪声和信号场强的传播特性是决定超低频通信或／和地质探测系统性能的重要因素。文章利用美海军的研究成果，阐述了超低频大气噪声和信号场强的变化规律，较详细地叙述了地磁活动和太阳质子事件对超低频电波传播的影响，为超低频通信或／和地质探测系统的设计与研制提供重要理论依据。     

船载无源无线散射通信信道噪声信号过滤方法

为提升船载无源无线散射通信系统的通信质量,设计一种船载无源无线散射通信信道噪声信号过滤方法。将无源无线散射通信信道噪声信号视为一个随机的平稳过程,利用AR模型即自回归模型描述船载无源无线散射通信信道的噪声信号模型。对尤勒沃克方程矩阵实施参数取值递推,获取参数求解的通用递推公式,完成参数的计算。根据参数计算结果对信道噪声信号实施编码处理,获取噪声信号单位幅度的对应解析信号,利用该解析信号实现噪声信号的过滤。测试设计方法的噪声信号过滤性能,测试结果表明该方法在过滤掉信道噪声信号后,也实现了信号的完美保留,具有良好的信道噪声信号过滤性能。     

船舶动力机械设备噪声数据远程监测方法

船舶动力设备作为船舶动力发生核心单元,其设备运行的稳定尤为重要。其中,动力设备运行过程中的噪声数据,可直接作为监测判定船舶动力设备故障与否的重要信息源。在对噪声源监测过程中发现,传统的动力设备噪声监测方法,对噪声数据源单频信号通道支持计算缺乏逻辑支撑,导致数据分析无法接入网络,完成远端的监测执行,不利于噪声数据的远端综合分析与大数据化的指挥调度。为此,提出船舶动力机械设备噪声数据远程监测方法。1)通过对现有噪声数据监测算法的数学建模,得到单频通道下的噪声信号频谱特征规律;2)根据单频噪声信道频谱规律计算得出单频信道的逻辑函数;3)引入EEDM单频噪声信道特征逻辑算法,对噪声单频信道逻辑进行优化计算,实现对远程执行协议逻辑的支持,完成动力设备噪声数据的远程检测;4)通过仿真实验证明提出方法的有效性。     

复杂环境下潜艇感应电磁噪声的数值模拟

对潜超低频通信信号会受到很强的电磁噪声干扰,为有效抑制噪声,对潜艇周围复杂流场切割地磁场产生的电磁噪声进行研究。基于流体动力学以及有限元建模方法,将潜艇阻力和压力的计算值与实验数据进行对比,验证了数值方法的有效性。在此基础上建立电磁流体耦合模型,分析潜艇在不同航速和不同航向下感应电磁噪声的频谱特性和变化特征。研究结果表明,潜艇周围流体产生的电磁噪声属于超低频噪声,具有明显的线谱特征。潜艇航速对噪声幅值影响显著,同时各个航向上的噪声分量具有很大的相关性。分析得到的噪声频谱特性可为对潜通信的噪声特性研究提供参考,为降低电磁干扰或其检测提供一定的支持。     

移动通信衰落信道的仿真分析

介绍了无线信道的基本概念和特性,对幅度服从莱斯分布和瑞利分布的衰落信道的概率密度函数进行仿真。建立了多径衰落信道模型,详细分析了BFSK信号在多种衰落信道中误比特率与信噪比的关系,并进行了性能比较。仿真的结果表明,瑞利衰落信道的误比特性能较高斯白噪声信道和莱斯信道的误比特性能更差,且所建立的仿真方法可以作为多径衰落信道的分析方法。     

基于K-means聚类的舰船通信网络异常数据检测

为了解决海上通信环境中的干扰和传输问题,提升舰船通信网络通信质量和可靠性,提出基于Kmeans聚类的舰船通信网络异常数据检测方法。构建舰船通信网络通信多径信道模型,利用该模型获取舰船通信网络数据。使用基于超窄带滤波的舰船通信网络数据滤波处理方法去除舰船通信网络数据内的干扰噪声,将无噪声的舰船通信网络数据作为输入,使用K-means聚类算法输出舰船通信网络异常数据检测结果。结果表明,该方法采集舰船通信网络数据较为准确,并可有效去除数据内含有的干扰噪声,降低舰船通信网络数据幅值区间,同时可用聚类方式准确检测舰船通信网络异常数据,应用效果较为显著。     

基于软件无线电的船用VDES调制解调的研究

船舶数据交换量的增加导致现有的船用自动识别系统(AIS)87B/88B VHF通信信道堵塞严重,数据的完整性传输受到现实的考验。为解决严峻的通信信道压力,甚高频数据交换系统(VDES)应运而生。文章基于软件无线电(SDR)技术,搭建基于Gnuradio软件及2块HackRF One硬件的软件无线电开发平台,进行16位正交幅度调制解调(16QAM),实现信号收发与处理,为船用VDES地面系统研究提出了一种可行性方案。     

声隐身超材料发展综述

随着声呐技术逐步实现低频探测等特点,声隐身技术的发展面临巨大挑战。声学超材料是一类具备超常物理特性的人工复合材料,可以实现小尺寸结构对大波长(低频)声波传播的抑制。从减隔振、吸隔声以及声目标强度3个方面分析声学超材料的特性,探讨声学超材料用于水下航行器声隐身的前景。与传统材料相比,声学超材料在降低水下航行器低频辐射噪声,牵引新型声隐身技术的发展方面有着广阔的应用前景。     

超低频磁场电缆天线运动感应噪声的分析与优化

超低频磁场电缆天线的振动产生了运动感应噪声,其等效噪声场大小和天线机械性能、灵敏度有关.通过分析并作适当简化可以得到抛物线形灵敏度曲线是降低该噪声的理论最佳方案,但囿于制造工艺,可以采用梯形灵敏度曲线的替代方案.     

深海海山周围航船噪声建模与特性研究

本文以抛物方程模型为基础,结合声场的互易性,提出一种深海低频航船噪声建模方法,该方法将声源与接收点位置互换,大大降低了声场计算的运行次数和运行时间,基于该方法对深海海山周围的航船噪声进行计算和分析.研究结果表明:海山对声传播损失的影响取决于接收阵元与海山的位置关系以及海山的几何参数.由于海山的遮挡作用,海山附近航船噪声的水平指向性具有不均匀性,在有海山遮挡的方向噪声级明显低于无海山遮挡的方向,海山附近航船噪声的垂直指向性会出现多个峰值.此外,单个尖峰海山的遮挡对接收阵元处的航船噪声总级影响较小.     

模型螺旋桨唱音消除方法的试验研究

模型螺旋桨噪声试验中.唱音是影响噪声测试与数据分析的主要干扰,必须予以消除.为此,开展了模型螺旋桨唱音消除方法的试验研究.试验中从改变模型螺旋桨叶片表面流态的角度设计了几种消唱方案,并完成噪声测量试验.文中对不同方案的噪声试验结果进行分析,并评估了各方案的消唱效果,为形成模型螺旋桨唱音消除方法建立了基础.     

发动机水下排气噪声预报研究

由于涉及到两相流,所以发动机水下排气噪声的产生机理和辐射特性非常复杂。文章基于Mixture多相流模型、RNGκ-ε湍流模型和Ffowcs Williams-Hawking声学模型对发动机水下排气噪声进行了数值预报研究,并试验测量了相应工况下发动机水下排气噪声,对数值研究的结果进行了验证。结果表明,文中所提出的发动机水下排气噪声数值预报方法在工程上是可行的。     

潜艇遥控自航模螺旋桨噪声测量分析方法

本文在噪声（1）的基础上提出了一种新的潜艇模型螺旋桨的噪声测量方法，文中较为详细地表述了基于短时傅立叶变换技术应用潜艇遥控自航模进行螺旋桨噪声的测量分离过程。作为实验的第一步，文中还给出了潜艇遥控自航模航行时的噪声测量结果，螺旋桨噪声的分离工作将在下一步完成。     

超低频有源桥式微分器型陷波器的设计与实现

在超低频通信系统中50Hz工频干扰是主要的干扰源之一,为了抑制丁频干扰,通常要在前置电路中加入陷波滤波器.介绍一种性能优越的陷波滤波器一有源桥式微分器,推导设计公式,并从得到的转移函数出发,重点分析理论上元件值的偏差对陷波器性能产生的影响;总结设计方法,针对超低频通信系统的工程应用,设计出具体的实现电路,实测表明有源桥式微分器型陷波器性能优越,完全能够满足工程要求.     

船舶水下辐射噪声特性研究

本文采用有限元/边界元(FEM/BEM)方法对船舶水下辐射噪声特性进行研究.首先应用五种类型的有限单元建立了接近于真实船舶结构的有限元模型(包括机舱动力设备),并应用有限元法完成了流-固耦合状态下,船舶结构振动位移响应数值计算.然后将有限元模型的外表面处理成边界元模型,并由船舶外表面位移响应计算得到用于水下辐射噪声计算的速度边界条件.最后利用边界元技术对船舶水下辐射噪声特性进行研究.本文预估了仅考虑推进柴油机激励、柴油发电机组激励、齿轮箱激励以及所有激励情况下的船舶水下辐射噪声,并将其数值计算与实际测量结果比较,比较结果符合良好.     

强噪声背景下舰船信号混沌检测方法研究

给出了舰船信号混沌检测原理,在分析Duffing方程混沌行为的基础上,给出了强噪声背景下舰船信号混沌检测模型,并分析了噪声对该混沌检测方法的影响。最后运用该混沌检测方法对舰船信号进行了数值实验,结果显示了此种方法的有效性和优越性。     

水线以上机电设备对船舶水下辐射噪声影响研究

建立小水线面双体船声学有限元模型,以柴油发电机组振动噪声为激励,计算该船型水线以上振动噪声源产生的水下辐射噪声。探讨船舶水线以上振动噪声对其水下辐射噪声的影响规律,为整船水下辐射噪声评估提供参考。     

基于模型预测扩展卡尔曼滤波的动力定位状态估计

针对传统扩展卡尔曼滤波由于动力定位系统过程噪声不能自适应更新,导致滤波精度下降的问题,提出了一种模型预测扩展卡尔曼滤波算法。该算法通过比较一段时间内的量测值和预测值,估计系统噪声参数,从而实时修正系统过程噪声方差。仿真结果表明,当系统的过程噪声未知的情况下,模型预测扩展卡尔曼滤波的滤波性能明显优于传统扩展卡尔曼滤波。