基于矢量水听器的海洋环境噪声场空间相关

研究界面噪声场下矢量水听器声压与质点振速的相关特性。利用射线声学原理,给出了求解海洋环境场声压场与质点振速场空间相关特性的方法。通过简单的数值积分,可以方便地求解给定了海面、海底反射系数、介质声吸收系数的海洋环境下噪声场空间相关特性的问题,并给出了特定条件下的计算结果。     

基于矢量水听器浅海波导中海面噪声场的空间特性研究

矢量水听器能够同时测量声场的声压p（t）和振速的3个正交分量vx（t）,vy（t）,vz（t）。本文以射线理论为基础,不考虑声线间的相互干涉,将Harrison的噪声场声压相干模型扩展至声压和振速间的相干模型,对基于矢量水听器浅海波导中的海面噪声场的空间特性进行了研究。结果表明,在浅海波导中,海面噪声场的声压p（t）和振速垂直分量vz（t）是强相干的,与振速水平分量vx（t）和vy（t）是不相干的;声速分布对海面噪声场垂直相干特性影响较为明显;海面噪声场的声压和振速的噪声级与声速分布具有较强的相关性。     

一种船用矢量水听器的低噪声动态检波电路设计

传统船用矢量水听器的检波电路存在低分贝噪声分辨率低的问题,在噪声低于2 dB动态范围中,传统水听器检波电路内部的算法无法放大噪声信号,导致检波电路无法对信号做出正确判断。针对上述问题,文章提出一种船用矢量水听器的低噪声动态检波电路设计。在通过对低噪声环境的数据分析,对检波噪声信号进行建模计算;根据模型设计检波电路形态;完成电路设计后,导入动态检波算法,完善检波电路的动态低噪声的检测功能。最后,设计仿真实验对设计的电路进行测试。通过对比结果证明设计电路的可操作性。     

风关噪声场相关特性研究

水听器的输出信噪比被证明依赖于噪声场的空间相关结构,文章应用KI模型讨论浅海风成海洋环境噪声场两接收点的空间相关特性,分析各环境参数对噪声场空间相关特性的影响。     

基于单矢量水听器的海洋环境噪声方向性分析方法研究

海洋环境噪声场方向性是信号处理中背景噪声抑制的基础.本文基于矢量水听器研究了海洋环境噪声方向性分析方法以及各向异性的表征方法,分析了背景噪声方向性与矢量水听器对背景噪声抑制能力的关系,并利用北黄海海域单矢量水听器获取的海洋环境噪声数据,对海洋环境噪声方向性分析方法进行了试验验证.结果表明:不同频段的海洋环境噪声场水平各向异性程度差异显著;海洋环境噪声水平方向性在特定频段内具有显著的不均匀性,且其方向性与航船分布情况一致.     

基于单矢量水听器的海洋环境噪声方向性分析方法研究

海洋环境噪声场方向性是信号处理中背景噪声抑制的基础。本文基于矢量水听器研究了海洋环境噪声方向性分析方法以及各向异性的表征方法,分析了背景噪声方向性与矢量水听器对背景噪声抑制能力的关系,并利用北黄海海域单矢量水听器获取的海洋环境噪声数据,对海洋环境噪声方向性分析方法进行了试验验证。结果表明:不同频段的海洋环境噪声场水平各向异性程度差异显著;海洋环境噪声水平方向性在特定频段内具有显著的不均匀性,且其方向性与航船分布情况一致。     

矢量水听器在有限空间内的测试条件分析与试验研究

矢量水听器的校准工作是矢量水听器研制和工程应用中的重要环节。目前,常规校准矢量水听器的方法存在明显劣势,这对于研制性能更优越的矢量水听器是不利的。文章参考室内声学理论,对密闭小型水槽内的声压分布状况进行仿真分析,包括水槽本身引起的声模态、水槽尺寸和壳体厚度等对声场分布均匀性的影响,最终通过试验验证了仿真结果的准确性和小型水槽内矢量水听器测试条件的可行范围,分析结果为寻找更好的矢量水听器校准方法提供了新思路。     

矢量水听器在潜艇模型噪声定位中的应用研究

潜艇模型噪声源的定位可以为分析潜艇模型噪声的辐射特性提供依据,进而评估潜艇模型噪声的优劣,并对其性能加以改进.利用水听器阵列可以对潜艇模型噪声定位,但对于低频辐射噪声,水听器阵列的孔径会很大.在漳河水库,利用矢量水听器测量了潜艇模型的辐射噪声,并利用复声强器估计了辐射噪声的方位,从而为矢量水听器在潜艇模型辐射噪声测量中的应用提供了一个范例.     

基于声散射的鱼雷自噪声场空间特性

基于螺旋桨噪声经声散射形成的自噪声理论模型,利用散射点回波原理,采用散射元时间信号叠加模型进行研究,给出在一定海面和海底反射系数、介质声吸收系数的条件下自噪声场相关系数与接收阵元间距的理论公式,并进行水平横向、水平纵向、垂直方向接收阵列的计算机仿真,从理论上分析散射自噪声场的空间特性。该理论研究为鱼雷自噪声的研究与半实物仿真提供了科学依据和有利支撑。     

一种新型同振式矢量水听器的结构设计与性能研究

本文通过分析压电加速度计的幅频特性,设计一种中心位置固定安装的悬挂系统,给出对应的新型同振式矢量水听器的设计方案,并对其性能进行仿真分析.结果表明,中心固定式矢量水听器结构紧凑、安装方便,适合水下小尺寸平台的安装使用,在工作频带内可准确测量声场中声压与质点振速信息.     

表面噪声矢量场空间相关特性射线声学建模(英文)

Spatial correlation of sound pressure and particle velocity of the surface noise in horizontally stratified media was demonstrated,with directional noise sources uniformly distributed on the ocean surface.In the evaluation of particle velocity,plane wave approximation was applied to each incident ray.Due to the equivalence of the sound source correlation property and its directivity,solutions for the spatial correlation of the field were transformed into the integration of the coherent function generated by a single directional source.As a typical horizontally stratified media,surface noise in a perfect waveguide was investigated.Correlation coefficients given by normal mode and geometric models show satisfactory agreement.Also,the normalized covariance between sound pressure and the vertical component of particle velocity is proportional to acoustic absorption coefficient,while that of the surface noise in semi-infinitely homogeneous space is zero.     

基于EMD的矢量水声器方位估计算法

对经验模态分解算法(EMD算法)进行深入研究,对其基本原理、基本性质以及存在的问题进行分析。为改善EMD算法在方位估计的精度,减少高频噪声、间断干扰的影响,本文采用Hilbert-Huang变换方法来消除模态混叠现象。实验结果表明,本文提出的基于EMD的矢量水声器方位估计算法,能够有效提高方位估计的精度。     

深海矢量噪声场声传播特性研究

矢量声压振速联合处理是建立在信号的声压和质点振速相位基础上,海洋环境边界对声传播的影响将改变矢量声场声压和质点振速的幅度和相位特性。文章根据南海环境条件和水下目标辐射噪声测量采用矢量简正波理论估算海面非相干偶极子噪声源和水下点声源矢量场的幅度和相位随深度的变化,并对矢量水听器测量系统获取的南海典型深度上的背景噪声数据进行了分析。结果表明:深海背景噪声声压谱级在500 Hz以下基本上不随深度变化,在500 Hz-3 kHz频段浅深度背景噪声声压谱级略高于较深深度的背景噪声声压谱级;背景噪声的垂直质点振速谱级要小于声压和水平质点振速谱级。     

NEMS矢量水听器的海上实验研究

NEMS矢量水听器是可以接收来自水下二维空间声音信号的一种新型仿生结构。在室内研究的基础上进行海上实验,对单个NEMS矢量水听器采集的船辐射噪声进行处理。结果表明,单个NEMS矢量水听器能够在真实的海洋环境中对运动的目标进行航迹跟踪;利用CZT方法能够对海上运动目标进行特征线谱分析,提高了在局部频段内的分辨能力,频率分辨力可达0.32 Hz。     

三维同振柱型矢量水听器的制作

作为水下信号探测的主要器件,水听器的好坏直接影响到探测器的接收性能.本文研究了一种三维矢量水听器,该水听器基于压阻加速度计设计,采用同振原理,可以测量水中声场的矢量信息.文中介绍了矢量水听器的结构以及表征参数,给出了三维同振柱型矢量水听器的设计过程,详细描述了该水听器的制作工艺,采用高频低衰减低渗水聚氨酯做为灌封的主要材料,该材料具有较高的透声系数.最后利用室内校准装置对研制的矢量水听器进行了测试,得出了该矢量水听器具有余弦"8"字指向性,并给出了三路信号的频响曲线.     

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.     

混响场中矢量传感器抑制干扰能力分析

随着声呐工作频率向着低频方向发展,抑制混响已经成为提高主动声呐系统工作能力以及提高水中目标强度测试精度的重要方面.根据混响的时空相关特性通常采用钟形脉冲和线性调频信号可较常规的CW信号取得较好的抗混响效果.近年来对矢量传感器在各向同性噪声场中的抑制干扰能力已经进行了深入广泛的研究,包括提高信噪比性能、定向性能以及多目标分辨等,为水中目标噪声测试、特征分析等工程实际中应用矢量传感器奠定了基础.但尚未对主动声呐系统和水中目标低频强度测试中利用矢量传感器的抑制混响能力开展系统研究.以混响场的各向同性为基础推导了单矢量传感器抑制混响的能力,并结合湖上试验数据分析探讨了矢量传感器不同声能流组合形式抑制混响干扰的能力分析,为矢量传感器在主动声呐系统中的工程应用提供了理论依据.