基于深海会聚区声强匹配处理的声源定位方法

匹配场处理技术(Matched Field Processing MFP)近年来在声源被动定位、海洋环境声学参数反演等方面得到广泛的应用。根据深海声道中声场的会聚现象,提出了一种基于深海会聚区声强匹配处理(Matched Convergence Intensity Processing,MCIP)的深海声源定位方法。当声源和接收水听器处在会聚区深度范围内时,MCIP方法利用单个水听器即可实现声源距离和声源深度估计。对单个水听器的实测信号进行相位补偿到会聚区距离上,得到实测场声强,与拷贝场会聚区声强进行相关计算并搜索峰值来确定声源位置。数值仿真实验验证了MCIP方法,并分析了环境失配情况下MCIP的估计性能。     

海洋深海会聚区发生概率分析

根据海洋声速分布特点,以南海深海区为例,利用深度余量和其变化量与会聚现象发生概率之关系,对南海海区的会聚现象发生情况进行了研究.为了未来海洋探测以及海战的战场准备,我们亟需对南海声线传播规律进行研究和探索,以便为水声探测器材的使用提供了决策依据.本着这一目的,本文从南海声速入手,对南海深海会聚区的发生情况进行相应的预报.     

深海反射会聚区距离计算方法研究

0引言深海会聚区现象是深海海区主要的水声环境特点之一,利用会聚区现象实现远程探测已成为声纳最重要的工作方式之一。当会聚区现象发生时,声纳的作用距离将发生质的变化,对目标的隐蔽性带来巨大的挑战。要形成会聚区,声源和接收器两者必须都置于声道内,且海水的深度必须足够大,当水深达不到声线在海底发生反转所需的深度时,     

海洋深海会聚区发生概率分析

根据海洋声速分布特点,以南海深海区为例,利用深度余量和其变化量与会聚现象发生概率之关系,对南海海区的会聚现象发生情况进行了研究。为了未来海洋探测以及海战的战场准备,我们亟需对南海声线传播规律进行研究和探索,以便为水声探测器材的使用提供了决策依据。本文这一从南海声速入手,对南海深海会聚区的发生情况进行相应的预报。     

台风“莫兰蒂”对声传播特性的影响研究

利用吕宋海峡附近海区温盐数据的数值模型进行声传播模拟计算的方法,根据相应的声速剖面及声传播损失,分析台风对声传播特性的影响。结果显示,2010年第10号台风"莫兰蒂"过境时,海洋环境对台风的响应较为迅速,海洋表层的温度和盐度变化剧烈,而声速及传播损失的变化较温度盐度缓慢。分析表明:台风过境会导致表面声速减小,深海声道最小声速增大,声传播损失增大,深海声道原第一会聚区位置最小声能损失增大5 d B,台风过境导致声线第一反折点位置下移,第一会聚区消失,使声传播距离缩短。     

爆炸声源投放间隔对会聚区声传播损失测量的影响

会聚区声传播损失测量是水声调查的重要内容。爆炸声源投放间隔对会聚区声传播损失结构的刻画具有直接影响。基于Argo资料、与距离有关声学模型(Range-dependent Acoustic Model, RAM)和实验数据,对不同投放间隔下获得的会聚区声传播损失进行了比较。结果表明,在不同声源深度和频率下,0.5 km的投放间隔能够很好地刻画出会聚区声场结构的精细特征;1 km的投放间隔基本满足对会聚区结构精细测量的要求;2 km的投放间隔能够测量到会聚区的大致结构,但可能出现对会聚区峰值结构的漏测或欠精确的会聚区增益。考虑到实际条件难以支持全测线0.5 km的投放间隔,建议对会聚区精细测量时,在可知会聚区范围的海域使用在会聚区0.5 km的投放间隔、在影区1 km的投放间隔;在未知海域使用全测线1 km的投放间隔;对了解会聚区大致结构的调查,使用2 km的投放间隔。     

深海波导中目标低频声散射特性研究

针对深海环境中目标的主动探测问题,建立了深海波导中目标低频声散射仿真的简正波耦合边界元理论模型。首先仿真了深海波导中Munk声速剖面条件下的声传播特性,然后根据深海波导中的声传播特性,仿真计算了声源位于不同深度时,波导中目标低频散射回波强度随声源与目标之间水平距离变化的特性。仿真结果表明,当声源深度为100 m(近海面)与1 400 m(声道轴)时,受完全声道的影响,在会聚区附近范围内散射回波强度较大;声源深度为4 900 m(近海底)时,受直达波与一次海面反射波的影响,在中近距离(小于40 km)范围内散射回波强度较大;对于接收水听器而言,置于临界深度以下时主动探测的距离更远。     

封面图片说明

正深海蕴藏着丰富的资源,深海服役材料需要承受深海高压、低温(或热液区高温)、微生物、毒性气体、海水流动及承载等耦合环境下的蚀损破坏.上海海事大学尹衍升教授课题组主持承担了国家重点基础研究发展计划深海材料蚀损机制专题,在深海极端环境服役材料的研究领域取得了一系列研究成果.封面图片展示了深海热液区极端环境以及我国第一台具有自主知识产权的在多因素条件下模拟万米海深环境的试验平台,反应釜容积5 L、最大操作压力100 MPa、操作温度范围     

基于MSS-PDS和单阵元PTRM信道均衡的深海远程水声通信方案

为了提高水声通信的性能,提出了一种联合运用M元扩频（MSS）通信和Pattern时延差编码（PDS）水声通信体制,并采用单阵元被动式时间反转镜（PTRM）来实现声信道均衡的深海远程水声通信方案。该方案的M元扩频-Pattern时延差编码通信技术既能胜任远程水声通信,又能提高通信速率;单阵元被动式时间反转镜信道均衡技术既可抑制多途扩展产生的码间干扰,又能提高信噪比。根据深海声道特性分析,该方案将通信固定节点置于声道轴以获取会聚增益,提高通信距离。计算机仿真结果证明,所提出的深海远程水声通信方案具有很好的鲁棒性和可行性。     

声道轴附近声场的会聚现象

本文介绍四种深度（５０，１００， ２００， ５００米）的爆炸声源在声道轴附近（１０００米）接收的传播实验结果，着重研究了声源与接收器位于不同深度时声波的会聚现象。测量结果表明，５０米与１００米声源位于波道区域之外，海底反射声波在反转点附近形成会聚区；２００米与５００米声源位于波道区域内，在反射附近形成很强的第Ⅲ类反转点会聚区，会聚区的位置及强度与理论计算基本一致。