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1.  低频矢量声场建模及其应用研究  被引次数:3
   杨娟  惠俊英  王德俊  李姝  江磊《声学技术》,2006年第25卷第1期
   浅海近距离矢量声场携带了丰富的信息可以用来识别目标。采用射线理论对浅海低频矢量声场进行建模,并且分析了该模型在浅海或深海低频时的适用性。经过与波动理论的比较,说明该模型仅是矢量声场传播损失的简单近似。通过分析浅海声压场的特性,提出了一种目标运动参数估计的方法,海试数据分析说明了其有效性。近距离目标辐射的低频宽带噪声通过浅海声场后,在LOFAR图上形成双曲线干涉条纹。运用图像处理中边缘提取的常用方法——Hough变换,提取双曲线参数,可以得到运动目标的航速、航深及距离的信息。    

2.  水下目标低频辐射噪声矢量声场干涉测试分析  
   《测试技术学报》,2016年第3期
   矢量传感器具有与频率无关的偶极子指向性,可以同步、共点和独立测量声场中的声压和质点振速,在水下目标辐射噪声测量领域得到广泛应用.本文采用虚源干涉模型和简正波矢量声场理论,计算和仿真分析了水下目标低频辐射噪声声压与质点振速近程声场的时间-频率干涉图案,利用单矢量传感器辐射噪声测量系统在北黄海海域对单个和两个目标的水下辐射噪声进行了测试和分析.结果表明:水下目标低频辐射噪声声场质点振速水平分量与声压的时间-频率干涉条纹具有相似性,而声场质点振速比声压的时间-频率干涉条纹清晰,且质点振速能够抑制目标与目标辐射噪声之间的干涉;利用质点振速LOFAR图,可以判定水下目标的数目,区分水面和水下目标.    

3.  基于STFT-Hough变换的目标运动分析  
   杨娟  惠俊英  江磊  惠娟《哈尔滨工程大学学报》,2007年第28卷第2期
   利用浅海干涉现象含有丰富目标运动信息的优点,提出了一种新的单水听器定位方法.从射线理论的声场模型出发,分析了单传感器接收信号在时频平面上的干涉现象.由于多途声线具备相干性,目标辐射的宽带噪声信号经过水下声场在接收点形成双曲线型的干涉条纹,提出了基于STFT-Hough变换的目标运动参数估计方法.对目标运动在深海和浅海2种情况的仿真数据与实验数据进行了分析和比较,说明STFT-Hough方法在目标通过时利用单水听器可以对目标进行运动分析.    

4.  利用低频声压干涉谱的目标运动参数估计  
   杨娟  惠俊英  江磊《哈尔滨工业大学学报》,2008年第40卷第3期
   针对水下目标被动定位技术中目标运动分析方法(TMA)及匹配场处理方法(MFP)需要较多的观测阵元、算法复杂的问题,通过分析浅海声压场的干涉特性,提出了一种适用于单水听器被动目标运动参数估计的新方法.近距离目标辐射的噪声通过浅海声场后,在时频域上形成干涉条纹.利用射线模型分析浅海声压场,推导出时频干涉条纹是双曲线簇型的.运用图像处理中边缘提取的常用方法——Hough变换,提取双曲线参数,可以得到运动目标的航速、航深及距离的信息.海试数据分析说明了其有效性.与一般的水下目标运动分析和匹配场处理技术相比,本文的方法具有声场分析和定位方法简单的优点.    

5.  波导不变量及双阵(元)被动测距方法研究  被引次数:1
   余赟  惠俊英  赵安邦  林芳《兵工学报》,2011年第32卷第3期
   海试验证了低频连续谱声场确实存在稳定可观察的干涉结构,结合波导不变量的概念推导了海试验证了低频连续谱声场确实存在稳定可观察的干涉结构,结合波导不变量的概念推导了低频连续谱干涉条纹方程,干涉条纹为一族类双曲线。采用Hough变换对LOFAR图和瀑布图进行了图像处理,实现了目标航向角φ、波导不变量β、r0/v(r0为目标最近通过距离,v为目标航行速度)等参数的估计;进而,基于双阵元模型,理论推导了4种被动测距算法。仿真研究表明:在航向角小于10°时,须采用算法1;航向角大于10°时,应采用后3种测距算法,并且测距精度基本随航向角增大而增高,相对测距误差均小于10%.    

6.  宽带噪声目标声场干涉结构图的时空变换  
   赵炜  王良  宋志杰《声学技术》,2012年第31卷第4期
   水听器接收的运动目标宽带噪声的频率-时间I(ω,t)声场干涉结构图随着目标的运动会发生相应的变化。这个变化将引起I(ω,t)中干涉条纹的弯曲,使得I(ω,t)和频率-距离干涉结构图不再有简单的线性映射关系。在深入分析宽带噪声运动目标频率-时间I(ω,t)和相应频率-距离I(ω,r)声场干涉结构间的非线性映射关系的基础上,提出了一种从I(ω,t)到线性I(ω,r)的时空变换方法(Time-Space Linear Transformation,TSLT)。数值仿真实验结果表明,TSLT可以有效地消除目标运动的影响,从I(ω,t)中恢复出能真实反映频率-距离声场干涉结构规律的I(ω,r)。最后给出利用运动目标宽带噪声声场干涉结构估计波导不变量的应用例。    

7.  一种浅海声矢量场干涉结构提取方法  
   《Planning》,2016年第1期
   针对浅海Pekeris环境下声矢量场的干涉特征,基于简正波理论分析了在频率-距离域上声强谱、质点振速自谱、复声强谱和波阻抗谱干涉结构的形成机理,探讨了对干涉结构的波导不变量表征,并进行了宽带辐射声场干涉结构的海上测量试验。仿真研究和海试数据分析均表明,在频率-距离域上,上述4类物理量都会呈现稳定的、可用波导不变量β表征的干涉结构,而复声强独有的纯干涉分量更能体现波导的干涉效应。最后引入多尺度线性滤波器对海试实测LOFAR图进行处理,处理结果表明该滤波器可有效地增强干涉特征,更利于检测和提取干涉图案中的条纹信息。    

8.  基于矢量水听器的南海海洋背景噪声测试  
   杜敬林  马忠成  李然  陈建辉《测试技术学报》,2014年第4期
   矢量声压振速联合处理建立在信号的声压和振速相位基础上,海洋环境边界影响将改变矢量声场声压振速的幅度和相位特性.首先根据南海环境条件结合水下目标辐射噪声测量,采用声场矢量简正波理论估算海面非相干偶极子噪声和水下点声源矢量强度随深度的变化,然后设计了可用于深海海域噪声测量的矢量水听器测试系统,获取了南海海域典型深度上的背景噪声矢量强度并进行了特性分析.结果表明:深海背景噪声谱级在500Hz以下基本上不随深度变化,在500Hz~3kHz频段浅深度背景噪声谱级略高于较深深度的背景噪声;振速垂直分量的背景噪声要小于声压和振速水平分量的噪声谱级.    

9.  由矢量水听器阵列反演浅海地声参数  
   彭汉书  李风华《声学技术》,2008年第27卷第2期
   基于矢量水听器能够比传统的声压水听器提供更多的声场信息,文章提供了一种利用矢量水听器阵列(AVS)进行浅海地声参数反演的方法。首先,对声场矢量的传播规律进行了研究;其次,利用矢量匹配场(MFP)方法进行了海底声速的反演:最后利用声压和质点垂直振速的传播损失差反演了海底吸收。基于矢量水听器的海底参数反演方法主要具有下述优点:一是利用矢量匹配场反演海底声速能够有效减小参数估计误差:二是利用声场矢量传播损失差进行海底吸收反演能够排除信号源级起伏对反演的干扰。实验结果表明,基于矢量水听器阵列的海底参数反演能够很好的进行声场传播预报工作。    

10.  矢量圆阵测向方法  
   杨德森  朱中锐  时胜国《哈尔滨工程大学学报》,2012年第33卷第10期
   为了实现矢量传感器在圆阵阵型条件下的应用,研究了均匀矢量圆阵的测向方法.利用声场分解理论将接收声场分解为一系列相互正交的相位模态,给出了声压、径向振速和切向振速的预处理矩阵的生成方法,利用预处理矩阵将矢量圆阵阵元域信号变换到相位模态域,在相位模态域提出了一种矢量圆阵测向方法,实现了声压振速的相干信号处理.仿真和试验结果表明,本方法可以将矢量传感器的抗噪能力与阵列系统的分辨能力有机结合起来,获得比相同阵型的声压阵更好的检测和估计性能.    

11.  声矢量场的抛物方程计算方法  被引次数:1
   马树青  任群言  朴胜春  杨士莪《哈尔滨工程大学学报》,2009年第30卷第7期
   采用抛物方程方法对声场声压进行计算,通过尤拉公式给出抛物方程方法对声矢量场参数求解表达式,并利用差分方法对声场质点振速值进行数值计算.该文介绍了三维抛物方程理论与FOR3D程序算法;对PEKERIS问题、单层海洋环境及ASA基准楔彤模型环境下的声矢量场进行仿真验证.结果表明,利用抛物方程方法可以快速简便地求解复杂海洋环境下的声场,并且可以用于计算声矢量场参数.    

12.  基于压差式矢量水听器的多目标分辨  
   程彬彬  杨士莪《测控技术》,2006年第25卷第11期
   矢量水听器是一种既能测量声场中的声压信息,又能测量声场中的振速信息的换能器.矢量特性使得单个矢量水听器就可以实现信号的方位估计,但是传统的矢量水听器处理方法只是利用了信息量增加这一优点,因而提出了一种利用单个压差式矢量水听器进行非相关目标方位估计方法,该方法有效利用声场中声压和质点间振速之间的互相关性,仿真和测试结果表明该方法能有效地进行双目标分辨.    

13.  基于抛物方程法的矢量场分析与仿真  
   吴伟伟  林关成《计算机仿真》,2012年第29卷第1期
   研究海底声纳系统优化识别问题,海洋环境中的声传播是水声学研究领域中的一个经典问题.传统研究只关心声压场而不能实现振速和声压的联合处理,而且对低频声矢量场的研究也比较少.为了提高声纳系统性能,通过尤拉方程给出声矢量场的计算模型,采用抛物方程方法对声场声压进行计算,再利用差分法对声场振速等矢量场参数进行数值求解,并分析了具有弹性海底的浅海波导中的声矢量场.仿真结果表明,采用抛物方程法能够快速准确的计算海洋环境中的声矢量场,并实现振速和声压的联合处理,适用于声矢量场的快速预报,为提高声纳系统性能提供了依据.    

14.  单矢量水听器DOA估计算法研究  被引次数:2
   江南  黄建国  李姗《仪器仪表学报》,2004年第25卷第Z1期
   近年来,一种新型声传感器--矢量水听器引起了人们极大的关注.这种传感器不仅能获取声压这一声场的标量参数,而且能同时获取质点振速这一矢量参数,为完整地利用声场信息进行信号处理提供了充分的可能性.这里将单个矢量水听器理解为一个标量传感器阵列,根据平面波声场模型,按照阵列信号处理的原理对其输出的标量场和矢量场信息进行联合处理,构造了DOA估计算法,推导了算法原理,分析了算法的定向性能,并利用计算机仿真和海上试验数据对算法进行了验证.理论推导、仿真和试验结果均表明,该方法是一种有效的目标方位估计算法.    

15.  子带子孔径ATI地面运动目标检测及参数估计方法  被引次数:1
   周红  黄晓涛  常玉林  周智敏《电子与信息学报》,2010年第32卷第1期
   该文提出了一种新的基于子带子孔径图像序列的顺轨干涉(ATI)地面运动目标检测方法。该方法利用超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)的大带宽大波束角和低频特性,生成了对应不同中心频率和视角的多幅子带子孔径顺轨干涉图,并联合运动目标的多频多子孔径干涉相位进行地面运动目标检测和参数估计。该方法相比传统的ATI方法的优点在于:在检测方面,消除了盲速,既能检测具有距离向速度的目标,又能检测具有方位向速度的目标;在速度估计方面,能无模糊地同时估计出目标的距离向速度和方位向速度。基于UWB SAR半实测回波的实验验证了该方法的有效性。    

16.  利用波导不变量进行运动单线阵的无源测距测速  
   《Planning》,2017年第6期
   为克服单线阵难以无源测距、测速的缺点,提出了利用目标辐射低频声场干涉结构和波导不变量的运动单线阵无源测距、测速方法。定义了运动目标的距离距变率比(目标距离与距离变化率的比值),并利用与目标辐射声场的时间-频率干涉结构和波导不变量相关的变量来表征距离距变率比。根据此定义,通过对目标辐射声场的时间-频率干涉结构图进行Radon变换等处理,实现对距离距变率比的估计。利用所估计的距离距变率比,结合平台速度、目标方位角和目标航向角实现对目标距离和速度的同时估计。仿真实验验证了所提方法在测距、测速时的正确性和有效性。结果表明:所提方法在目标航向角较大时有较高的距离、速度估计精度;同时,目标方位估计误差越小,所提方法的距离、速度估计精度越高。    

17.  海洋矢量噪声场试验研究  被引次数:1
   邹吉武  孙大军  吕云飞  兰华林  师俊杰《哈尔滨工程大学学报》,2011年第32卷第1期
   为实现对近岸矢量声呐系统性能的预言,以近岸浅海试验为基础,对单矢量传感器噪声测量的基本理论做验证与分析.近岸港口区域,在无舰船螺旋桨噪声的情况下,声压与质点振速间保持较弱的相关性.由于垂直振速通道受海面风成波浪影响,相对于水平振速通道,与声压通道保持更低的相关性.相对于海洋动力噪声场,有限点源产生的相干声场的声压振速保持较好的相位相干性.在抑制各向同性噪声干扰方面,振速谱处理与有功声强器较之于单纯的声压谱处理,分别有5dB与10dB左右的背景噪声抑制能力.配合矢量传感器自身的水下方位信息,复声强器可以较出色的的对声源方位做出估计.近距单频声信号目标方位估计的标准差为4.5°.    

18.  基于甚低频声干涉结构的目标径向运动速度估计  
   余赟  惠俊英  陈凯  桑恩方《兵工学报》,2010年第31卷第9期
   为探测安静型潜艇,宜利用其50 Hz以下的共振线谱声辐射。采用双水听器声压互谱无功分为探测安静型潜艇,宜利用其50 Hz以下的共振线谱声辐射。采用双水听器声压互谱无功分量和单矢量传感器垂直复声强有功分量2种时空变换获得了线谱声场较简明的干涉结构。以此为物理基础,利用建模或有效深度近似模型预报水平相干距离,并基于干涉结构测量目标渡越一个水平相干距离尺度的时间,实现对目标径向运动速度的估计。仿真研究表明:声速剖面、海底存在吸收和存在剪切波等方面不影响干涉结构的周期变化,验证了甚低频声场稳定的相干性;建模及有效深度近似2种方法均能获得足够精度的径向运动速度估计。    

19.  水下阻抗球(柱)内部质点振速分布规律研究  
   《声学技术》,2017年第1期
   针对同振式矢量水听器的物理模型,将其考虑成一个声场中静止的阻抗球体或柱体,建立了平面波作用下的声场模型,并依据简正波理论推导了球体和柱体内部的声场特性,得到了阻抗球体和柱体内部各个位置处的振速与水质点振速的关系表达式,分析了不同材料参数和几何参数下其内部质点振速的分布规律。研究结果对以后矢量水听器的研制过程中材料的选择与结构尺寸的设计具有指导意义。    

20.  自适应线谱增强器的改进及实现  
   李立伟  程锦房《压电与声光》,2017年第39卷第2期
   针对舰船辐射噪声中线谱检测及提取难问题,研究了基于矢量水听器的自适应线谱增强器。利用矢量水听器同步、同点测量声场的声压和振速的特点,将传统自适应线谱增强器改进为双输入结构,由于所测声压信号与振速信号间的相关性,提高了线谱增强的效果。通过实测数据对改进算法进行了验证,并在Simulink中的DSP Bulider平台下对改进的自适应线谱增强算法予以实现。    

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