基于边收边发技术的声隔离度研究

边收边发技术可提高声诱饵对智能鱼雷的对抗能力,增强信号适应性。实现此技术的关键在于要降低声诱饵自身发射系统对水声对抗器材接收端的影响,避免器材自身发射系统发射的信号被接收机接收,因此有必要针对边收边发技术进行水声器材声隔离度获得方法的研究。研究利用发射和接收换能器的指向性和自适应噪声抵消技术可为器材带来的隔离度,并给出了仿真结果与水池试验结果。结果表明：利用发射、接收换能器指向性可获得30dB左右的隔离度,利用自适应抵消技术可获得15dB左右的隔离度,以满足边收边发的指标要求。     

线阵声诱饵对抗具有尺度识别能力鱼雷的分析与仿真

为了研究线阵声诱饵对抗具有尺度识别能力鱼雷的性能,以分裂波束和方位走向法为例,分析了鱼雷对尺度目标回波的识别方法,以此为基础探讨了线阵声诱饵在对抗具有尺度识别能力鱼雷时的若干技术问题,通过仿真验证了线阵声诱饵对抗尺度识别能力鱼雷的有效性。本文证明了线阵式的声诱饵可以有效模拟舰船目标的尺度特征,在对抗有尺度识别能力的鱼雷时是很有意义的发展方向。本文所给出的仿真方法,除了建立线阵诱饵在诱骗有尺度识别功能鱼雷的仿真模型外,还可以作为物理模型应用在诱饵工作程序中,提供各阵元的延迟时间等声学参数。     

噪声干扰器对抗条件下声自导鱼雷命中概率仿真研究

声自导鱼雷是攻击潜艇的主要武器之一。而使用噪声干扰器则是潜艇对抗来袭声自导鱼雷的主要手段。介绍了噪声干扰器对抗原理,建立了噪声干扰器使用模型以及声自导鱼雷对潜艇攻击的弹道模型,通过计算机仿真模拟了噪声干扰条件下智能与非智能鱼雷攻击潜艇的命中概率。证明了为对抗水声干扰器材,鱼雷需要向智能化高速化发展。     

鱼雷防御系统中不断出现的硬杀伤能力

鱼雷防御可以采用软杀伤和硬杀伤两种对抗手段。现在大多数鱼雷防御系统还是软杀伤型的系统--使用诱饵或干扰器干扰潜艇的目标指示，去误导或打断鱼雷的制导机制。但软杀伤并不能对抗某些类型的鱼雷，加上大部分先进的现代鱼雷都具有反对抗措施，导致软杀伤防御的有效性在降低，需要开始更多地关注能够消除威胁的硬杀伤系统。现代水面舰艇鱼雷防御系统中正在不断增强对来袭鱼雷的硬杀伤能力。反鱼雷鱼雷、火箭深弹、拦截网、爆炸式声诱饵等都是用于鱼雷防御的硬杀伤手段，对相关硬杀伤技术进行了分析和回顾。     

声诱饵对尺度目标的回波模拟方法

潜艇回波可以等效成若干个散射亮点回波相干迭加的结果,现代声自导鱼雷基于这一物理事实,通过辨识目标尺度来识别真假目标。提出使用具备数据通信能力的多个点源声诱饵,通过信息交互实现各声诱饵回波发射延时的有序控制,实现对尺度目标的多亮点回波模拟。具体仿真算例表明,该方法对利用方位走向特征和声成像进行目标尺度识别的鱼雷具有对抗效果。     

敷设某种吸声材料的声诱饵简化模型隔离度仿真计算

随着水声电子对抗技术的不断发展,对于声诱饵系统边收边发技术的需求日益增强。实现边收边发技术的难点之一在于如何增大声诱饵系统发射端与接收端的隔离度。由于高分子吸声材料对声能的吸收作用,可以考虑采用在声诱饵接收端敷设吸声材料的方式,对声诱饵系统的隔离度进行改善。利用有限元计算软件对简化的声诱饵模型的隔离度进行数值仿真计算,分析声诱饵模型接收端敷设不同厚度的吸声材料时,对声诱饵系统隔离度的影响。计算结果表明,在声诱饵接收端敷设吸声材料时,可以增大声诱饵系统发射端与接收端的隔离度;当吸声材料达到一定厚度以后,对声诱饵系统隔离度的影响几乎不变。     

小波分析和相平面在声发射信号处理中的应用

为了精确地获取声发射源信息,必须采取有效手段对声发射信号进行分析。小波分析同时具有时-频局部化的优良特性,用小波自适应地对声发射信号进行多分辨率的分解,在相平面中绘制系数能量图可以同时直观地观察声发射信号的频率、时间、能量等信息。同时,相平面系数能量图也为小波重构声发射信号提供了理论依据,在此基础上重构的声发射信号排除了其它信号的干扰,更能表征声发射源信息,对声发射源的分析有重要的意义。     

基于频域形态滤波的低速滚动轴承声发射信号降噪新方法

声发射检测技术以其灵敏度高、频响范围宽、信息量大等优点,为机械故障诊断提供了一条新的检测途径,但应用于旋转机械设备时,容易混入各种有色噪声。当噪声频率与声发射信号重叠时,传统的降噪方法难以满足要求。将形态滤波应用到信号频域,可以有效消除有色噪声的干扰。根据声发射频响特性,对频谱进行拟合平滑高斯白噪声的影响,最后重构到时域。仿真和实际低速轴承信号表明此方法具有较好的降噪效果,有利于信号后续的处理和分析。     

强背景噪声下微弱声发射信号提取及处理研究现状

针对故障诊断领域声发射信号因工作环境及采集设备自身影响常受强背景噪声干扰导致混叠失真问题,对故障诊断中声发射信号特性及处理流程、强背景噪声下声发射信号降噪方法(小波分析,ICA,EMD)、声发射信号特征提取及故障识别等国内外研究现状进行综述;分析总结声发射信号在降噪、特征提取及故障识别研究中存在的不足,探讨解决方法,展望声发射信号处理技术发展。     

局域波法在海洋平台结构声发射信号监测中的应用

摘要：将局域波用于分析导管架海洋平台模型的声发射信号,以获得声发射信号的时频特征和频率能量分布。通过局域波分解将声发射信号分解为一组基本模式分量（IMF）,对每一个IMF分量进行希尔伯特变换获得信号能量随时间频率的变化;由局域波时频谱得到边际谱,反映声发射信号的能量频率分布特征。通过分析导管架海洋平台模型模拟声发射信号,获得了特征,运用局域波分析方法监测到导管架海洋平台预制裂纹声发射信号的出现。因此,局域波法可以用于分析导管架海洋平台的声发射信号,在声发射信号处理领域将会有广阔的应用前景。     

聚焦参量阵原频声场抑制方法的研究

在近距离海底底质原位探测中,使用多阵元聚焦技术能弥补参量阵中差频信号能量较低的不足,但也会使得声焦点处的原频信号能量过高,导致接收系统信号波形限幅,引起波形失真,此外在声场测量时也容易造成传感器损坏.基于KZK(Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov)方程和Berktay包络自解调理论,以声焦点...     

基于声压幅度比的多声源分离定位决策研究

利用声压幅度比模型,提出了一种基于声压幅度比的多声源分离定位方法,该方法利用盲信号分离算法实现混合声源信号的分离,根据谱估计的相似度确定接收信号中各声源的分配情况,结合幅度差异因子获得传感器的声源信号分布,再通过单声源的声压幅度比模型确定声源位置,实现多声源定位。由于盲信号分离算法比较成熟,且实际中的声源信号大多为非高斯,因而满足盲信号分离条件。该方法具有实用强、应用性广等特点,对其它分离、定位问题也有借鉴作用。     

Analysis and Process of Music Signals to Generate TwoDimensional Tabular Data and a New Music

The processing of sound signals is significantly improved recently. Technique for sound signal processing focusing on music beyond speech area is getting attention due to the development of deep learning techniques. This study is for analysis and process of music signals to generate tow-dimensional tabular data and a new music. For analysis and process part, we represented normalized waveforms for each of input data via frequency domain signals. Then we looked into shorted segment to see the difference wave pattern for different singers. Fourier transform is applied to get spectrogram of the music signals. Filterbank is applied to represent the spectrogram based on the human ear instead of the distance on the frequency dimension, and the final spectrogram has been plotted by Mel scale. For generating part, we created two-dimensional tabular data for data manipulation. With the 2D data, any kind of analysis can be done since it has digit values for the music signals. Then, we generated a new music by applying LSTM toward the song audience preferred more. As the result, it has been proved that the created music showed the similar waveforms with the original music. This study made a step forward for music signal processing. If this study expands further, it can find the pattern that listeners like so music can be generated within favorite singer’s voice in the way that the listener prefers.     

基于分数阶傅里叶变换的水声信道参数估计

准确估计水声信道参数,对提高通信系统的性能有着重要的意义。Chirp脉冲有良好的相关性,常被用作信道探测信号。鉴于分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)对chirp类信号的处理特性,用chirp信号作为测量信号,FRFT作为后端处理技术,可以得到很好的处理效果。研究了基于FRFT的水声信道多途时延和多普勒频偏参数估计的原理和方法,该方法通过发射具有正、负调频斜率的组合线性调频信号,在接收端根据FRFT幅值输出的峰值位置估计信道参数。仿真结果表明,此方法计算量与FFT相当,且有较高的估计精度。     

国外鱼雷防御问题评述(二)水面舰艇鱼雷防御系统中鱼雷报警纵览

鱼雷防御是从对来袭鱼雷的识别报警开始的,所有鱼雷防御系统的基础是其对鱼雷的检测、分类和定位能力。为了有效地对抗鱼雷攻击,各国海军正在努力提升其声纳的鱼雷目标检测、定位和识别性能。文章对国外鱼雷报警系统的现状和发展趋势进行了分析和评述。鱼雷报警功能可以利用专门的鱼雷报警声纳来实现,也可以集成在一个被动拖线阵里。但通常由一个主被动联合拖曳阵声纳和舰壳声纳构成一个完整的系统,共同完成鱼雷辐射噪声的被动检测、分类和主动回波信号的分析,每个声纳都为鱼雷这个高速小目标的检测定位进行了优化。这样的系统由于可以采用基元数众多长线阵、更好地利用声场条件等,可以实现对鱼雷目标的远距离识别、定位和全方位覆盖。系统部分组成通常也是反潜战能力的组成部分,而将鱼雷检测和水声对抗结合正成为一种新的发展趋势,一些拖曳阵可以作为软杀伤对抗措施欺骗其检测到的鱼雷目标。     

基于振动信号的汽车纵梁腹面冲漏孔智能在线检测技术

目的 针对传统汽车纵梁腹面冲孔过程中产生的加工孔漏冲现象,提出一种基于振动信号的智能漏孔在线检测技术。方法 在纵梁冲孔设备上合理布置加速度传感器,对采集的振动信号进行时域和频域特性分析,构建归一化的压缩混合域特性指标矩阵,提取正常冲孔和漏冲信号的可靠评价指标,并进一步建立漏孔的智能在线检测方案。结果 在时域上,漏冲信号的平均值和有效值要比正常冲信号的低,同时具有明显冲击峰的波峰个数要少;在频域上,漏冲信号的频率幅值最大值、频率幅值平均值以及能量要比正常冲信号的低,但是其变异系数要比正常冲信号的高。结论 提出了一种智能漏孔检测方案,可以通过对采集的信号进行预判断、处理、特征提取、检测判断等,分离出漏冲信号和正常冲信号。     

苏通GIL综合管廊声传播特性仿真研究

苏州-南通气体绝缘金属封闭式输电线路(Gas-Insulated metal-enclosed transmission Line,GIL)综合管廊工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、技术水平最高的超长距离GIL创新工程。通过分析管廊内部结构,建立了其物理模型,根据声学理论,结合管廊布置方式提出两种计算模型,采用有限元方法对苏通GIL综合管廊的声场分布进行计算,并能为管廊内的故障声波定位提供参考。研究结果表明:对于非均匀声源,管廊的平面波截止频率在15 Hz附近。若声源频率低于15 Hz,声波在传播过程中快速转化为一维平面波,可采用"到达时间差法"(Time Difference of Arrival,TDOA)进行定位;如果声源频率高于15 Hz,则需对声波信号做进一步的时域和频域分析以确定适合的定位算法。     

Fast acquisition implementation for high sensitivity global positioning systems receivers based on joint and reduced space search

In Global Positioning Systems (GPS), unique pseudorandom codes allow different satellites to share available frequency spectra without interference. In receivers, the locally generated codes (replicas) are correlated with received signals to extract a particular satellite?s signal and wipe-off its pseudorandom code. The signals received are generally misaligned with replicas. As a result, receivers search for signals using different codes, code phases, and additional residual sinusoidal demodulations at several possible frequencies. This search is called acquisition and it is computationally challenging for receivers operating under weak signal conditions. Software GPS receivers have been developed over the past several years and continue to be an area of extensive research. Faster, less complex, and more efficient algorithms are required for software GPS receivers. We present a fast algorithm for accelerating acquisition. Several frequency domain approaches proposed by authors earlier are combined to reduce computational complexity. These are (i) joint code, code delay and frequency search; (ii) limited code-phase search; and (iii) a shifting replica approach. Significant gains in arithmetic complexity are achieved. A novel method for restoring correlation degradation introduced by limited code phase search is also presented in this paper. Overall performance of the acquisition is illustrated on different platforms.     

爆破振动信号3种经验模态分解差异性研究

为了准确评估冻结立井爆破对井壁产生的影响,采用井壁预埋法对大药量爆破下井壁的振动响应进行了监测。利用EMD、EEMD和CEEMD典型经验模态算法对井壁信号进行了分析,并结合时频谱对分解和重构效果进行了综合评价。分析结果表明:受测试环境影响,爆破信号中普遍含有噪声等干扰成分。EMD分解存在明显模态混叠和端点效应,EEMD分解虽对模态混叠现象有所改善,但去噪效果仍不理想,CEEMD分解对模态混叠和噪声消除方面均具有很好的处理效果。CEEMD重构信号时频谱能够深刻揭示爆破能量在时频域上的分布且对干扰成分不敏感,适合用于批量信号的预处理过程。分析结果对于爆破能量识别和振动损伤控制具有积极的现实意义。