一种螺旋双锥体积阵宽带恒定束宽波束形成方法

本文提出一种螺旋双锥体积阵宽带恒定束宽波束形成方法。在远场条件下,依据信号源和阵元的位置信息,给出了螺旋双锥体积阵接收信号模型,将阵列响应向量表示成以Bessel函数为核函数的形式。确定参考频率,将宽带划分成多个子带,使得子带内各频率分量上的波束图与参考频率上的波束图一致。本文提出的宽带恒定束宽波束形成方法能有效地运用到螺旋双锥体积阵处理宽带信号中。采用螺旋双锥体积阵接收处理宽带信号,解决了垂直线阵、矢量水听器和平面阵的各种局限,更有利于实现宽频带信号处理。     

组合圆周阵宽带恒定束宽波束形成研究

为解决组合圆周阵恒定束宽波束形成问题,本文建立组合圆周阵接收信号模型,将阵列响应向量表示为贝塞尔函数的级数之和,截断高阶项,利用将各频率点上的波束图与参考波束图一致的思想,得到恒定束宽波束图,并讨论改变阵列参数对波束图的影响。计算机仿真实例表明该方法可有效运用到组合圆周阵恒定束宽波束形成问题中。本文研究具有实际应用价值。     

一种矢量阵近场恒定束宽波束形成方法

矢量传感器可以同步共点地获取声场的标量和矢量信息,具有较好的指向性、紧凑的结构及抑制各向同性噪声干扰等优点,同时应用多个矢量传感器组成矢量阵可以获得更高的测量增益,为低信噪比条件下舰船辐射噪声量级的准确评价提供一种有效手段。本文建立矢量阵近场信号模型,给出基于单个矢量传感器输出量处理和基于阵列同类输出分量相乘处理的波束形成方法,并针对恒定束宽波束形成问题,提出一种基于Kaiser窗的近场恒定束宽波束形成方法,利用Kaiser窗的特点,通过设定窗函数的步长随指数变化,使设计波束响应逐渐趋于理想波束响应,提高了恒定束宽波束形成器的设计精度,最后通过仿真试验验证上述算法的性能。     

嵌套阵恒定束宽波束形成的实现

针对水下运动目标的噪声特点阐述了嵌套阵实现宽带信号恒定束宽波束形成的基本原理;根据声呐方程[1]和Knudsen模型[2]对阵列相关参数进行计算并设计了一组实用的嵌套阵参数.通过采用窄带处理技术和契比雪夫加权获得了宽度恒定的主波束和可控的旁瓣级;最后进行了仿真,验证了算法的有效性.     

一种双锥阵稳健水下目标噪声测量方法

测量水下目标辐射噪声时,为保障测量结果的准确性,并缓解浅海波导界面反射对测量结果的影响,测试方法需具有恒定束宽波束输出以及较好的空间指向性。对采用双锥阵测量系统的辐射噪声测量方法进行研究,采用二阶锥规划方法对双锥阵波束输出进行设计,结合聚焦变换提出了水平和垂直双向恒定束宽的低旁瓣稳健波束形成方法,实现了浅海波导中对水下目标宽带辐射噪声的测量。在仿真的浅海波导环境中,接收信噪比为5 dB时,测量结果相比单阵元系统以及应用常规波束形成器的测试方法有显著提升。     

基于插值虚拟阵元的均匀线列阵近场恒定束宽设计

对均匀线列阵的远场波束和近场波束进行了比较,得出两者存在一定的差异。直接将专门的针对均匀线列阵远场恒定束宽方法应用于近场,在某些情况下,不能达到恒定束宽。本文对近场波束进行修正后,近似跟远场波束相同,从而将改变阵元数目的均匀线列阵恒定束宽方法推广到近场中,并利用插值虚拟阵元的方法提高了恒定束宽的效果。     

一种基于线阵的舰船辐射噪声空间分布特性分析方法

传统的舰船辐射噪声空间分布特性是用单水听器法分析获得的.由于单水听器是无指向性的,无法满足舰船辐射噪声向低噪声发展的测试需求.本文采用恒定束宽波束形成技术,分析处理基阵获取的舰船辐射噪声数据,提高了输出信噪比,克服了经典宽带波束形成技术的数据失真问题,并得到舰船辐射噪声的空间分布特性.     

基于FPGA的自导宽频带精确波束形成器设计

针对水下鱼雷自导接收系统中宽带波束形成存在的问题,采用高精度分数延迟器设计实现了一种精确时延宽带数字波束形成器,理论分析了该波束形成器的原理、特点和优势;仿真验证了该波束形成器的有效性和优越性,并与传统方式进行仿真对比.在Virtex-7FPGA平台上的设计实现展示了该波束形成器的实现效率及实用性,利用System G...     

INMARSAT第三代卫星及其点波束技术

介绍了ＩＮＭＡＲＳＡＴ新一代的卫星即ＩＮＭＡＲＳＡＴ第三代卫星及其所采用的新技术－－－点波束技术。     

水下超波束形成技术性能仿真研究

基于声呐分裂波束阵列信号处理的特点,对超波束形成(hyper beam forming,HBF)的二维(2D)和三维(3D)算法进行介绍,探讨其工作特性以及影响因子。将HBF技术应用在水下阵列信号处理中,通过仿真计算分析了其分辨能力和分辨特性。研究结果表明:HBF使得主瓣束宽得到锐化,同时旁瓣级也有很大的降低,与常规波束形成技术相比,其分辨能力有较大提高,是一种有广阔应用前景的水下阵列信号处理新方法。     

The receiving of chirp signals with frequency invariant beam response

1 Introduction1 The sensor array and the correlative signal processing methods have been adopted for the ability improvement of detection and orientation in modern sonar systems, and beamforming is a widely used tool in sensor array signal processing for …     

大侧斜螺旋桨强度校核探讨

针对大侧斜螺旋桨复杂的几何外形和载荷分布,为准确解决其强度校核问题,介绍了两种螺旋桨强度校核方法,传统的悬臂梁法和有限元法。前者视桨叶为变截面的悬臂梁,按正车最大航速时的静态负荷来进行校核;采用有限元法在全速正车和紧急倒车状态时计算叶片的应力应变,重点介绍了紧急倒车过程中作用在桨叶上最大水动力载荷的确定方法。最后通过算例分析,比较两种方法校核同一螺旋桨强度的结果,指出有限元法更适合用于大侧斜螺旋桨的强度校核。     

基于水密拖缆宽带传输技术研究

在水下拖曳平台和母船之间,水密拖缆承担着拖曳和传输大量信息的功能。由于水下拖缆的特殊要求,在此环境下信息在水密拖缆中传输衰减增加,干扰因素增多,母船运动时拖拉拖缆影响到数据的传输,严重时甚至可能导致数据丢失。本文根据水密拖缆传输系统的特点,提出了基于水密拖缆的宽带ADSL传输思想,根据该思想,采用了FPGA作为ATM和ADSL帧格式间的转换,ADSL芯片组实现数据处理和接入,通过自适应比特算法改进使系统传输性能更为可靠。用此方法设计的传输系统满足了实时性要求,具有优良的性能。     

三体船横摇惯性半径的估算方法研究

三体船的研究与应用极大地推进了高速船舶的发展.对三体船耐波性研究的重要工作内容之一是确定其横摇惯性半径,以计算船舶的横摇周期等.由于三体船的特殊结构,横摇惯性半径的确定方法与单体船型有所不同.在三体梁简化模型的基础上,通过对计算结果的拟合与修正,找到了三体船横摇惯性半径计算的相关参数,得出三体船惯性半径的估算公式,并通...     

船舶中央冷却水多段比值控制系统设计

针对目前国内船舶中央冷却水系统普遍存在能耗高的问题,提出一种依据三通阀开度变化的实时改变海水变频泵组转速的控制策略。将三通阀开度分为4个区段,每个区段对应1个比值函数,根据比值函数和三通阀开度计算出变频泵组对应的频率。此外,增加smith滞环比较器作为开关函数,避免变频器在安全温度界限附近频繁切换频率对系统产生冲击。试验证明,提出的控制策略不仅实现了海水泵变频节能控制,保证系统稳定、可靠运行,而且显著降低了系统能耗。     

Influence of Short Time-Scale Water-Column Temperature Fluctuations on Broadband Signal Angular Beam Spreading

Temporal fluctuations in vertical thermocline structure and depth span (on a time scale of 30 to 40 min) are shown to affect the arrival angle, and focusing of measured broadband (22–28 kHz) non-surface-interacting acoustic signals at a depth of ~100 m. Measurements were taken in the Pacific Missile Range Facility near Kauai island, Hawaii, for a source-receiver range of 1.0 km. The arrival time and angular spread of acoustic beams are obtained for measured signals using a plane wave beamformer with a-prior gaussian weighting. The weighting process reduces ambiguity in angular measurements due to spatial aliasing from a vertical array with element spacing d much greater than half the acoustic wavelength \( \left(\frac{\lambda_{\mathrm{a}}}{2}\right) \) of the highest frequency in the broadband signal. Over two full periods of thermocline oscillation, 2 times of high and 2 times of low isotherm depth are selected to show fluctuations in angular beam spreading, focusing, and the robustness of the weighted beamformer routine. To benchmark the performance of the weighted beamformer, a two-dimensional (2D) Parabolic Equation (PE) model calculates the angular signal spread and focusing using parameters to satisfy spatial sampling requirements for broadband beamforming. In the absence of spatial aliasing, beamforming the output of the 2D PE can be conducted without weighting. Comparison of measured and modeled results shows less than a degree of difference in the angular beam spread of direct, bottom reflected, and refracted paths. It is shown that a vertical array with \( d\gg \left(\frac{\lambda_{\mathrm{a}}}{2}\right) \) and gaussian weighting can resolve changes in angular spread and beam focusing as a function of vertical isotherm displacement.     

基于CFD的超小型双体无人船总体设计

概 要：现有超小型双体船的总体设计主要参照以往玻璃钢游乐船的设计经验，未考虑其型线设计，导致航速低和稳性差的问题。本文利用CFD仿真软件，对船体阻力进行分析对比，得到快速性较优的线型方案，同时考虑推进器布置的影响，设计了一型标准的超小型双体船。通过真实船模模型试验，验证了本设计方案较现有船型在航速指标上的明显改进，达到预期目的，为今后的超小型双体船总体设计提供了参考方向，值得应用和推广。     

分裂阵宽带相关检测在圆阵中应用

宽带能量检测作为一种非相关检测方法广泛应用于被动声呐中,但是在复杂环境下其检测性能迅速降低.为了实现分裂阵半波束在圆阵中的应用,本文通过对圆阵的半波束相位差推导和仿真,将分裂阵半波束应用于圆阵的宽带信号检测中,给出一种应用于圆阵的分裂阵宽带相关检测方法.该方法能有效地改善目标方位分辨率,提高被动声呐的宽带检测性能.仿真和试验数据处理结果验证了该方法的有效性,易于工程应用.     

异质结构焊缝检测的相控阵超声全聚焦算法优化

船舶异质结构焊缝检测的相控阵超声全聚焦算法信噪比高、适应性强，但该算法存在超大计算量和伪影等诸多问题。依据声束指向性提出该算法的优化方案。过滤非声束指向性声场中的重构点可大幅提升计算速度，并可优化相同路径默认调取全矩阵中同一幅值的伪影问题。将优化算法用于异质结构，获得高效高质量的检测结果，为满足铝钛钢复合接头大批量在线无损检测的工程需求提供思路。     

经验模式能量在脉动信号分析中的应用(英文)

After an aerial object enters the water, physical changes to sounds in the water caused by the accompanying bubbles are quite complex. As a result, traditional signal analyzing methods cannot identify the real physical object. In view of this situation, a novel method for analyzing the sounds caused by an aerial object’s entry into water was proposed. This method analyzes the vibrational mode of the bubbles by using empitical mode decomposition. Experimental results showed that this method can efficiently remove noise and extract the broadband pulse signal and low-frequency fluctuating signal, producing an accurate resolution of entry time and frequency. This shows the improved performance of the proposed method.