浅海风成海洋环境噪声场宽带垂直相干特性研究

本文对浅海风成海洋环境噪声场两接收点宽带垂直相干特性作以研究.首先给出了宽带垂直相干的简正模式展开形式,然后讨论了宽带垂直相干与海底各参数、海面噪声源深度、海水声速剖面、两接收器的深度和间距等因素之间的关系.计算结果发现,海底各参数和海面噪声源深度对宽带垂直相干的影响以不同的方式体现,这为宽带垂直相干进一步应用于海面环境的监测以及海底多参数的反演奠定了基础.     

基于环境噪声的浅海海底单参数反演

利用环境噪声反演浅海海底声学特性一直是学者们研究的热门课题之一,目前绝大多数的噪声场建模方法依赖于多维海底模型,而多维参数的求解过程加大了反演的复杂度。减少反演参数个数可以有效降低反演的复杂性,提高反演的速度,以此为目的开展了基于单个参数海底模型的噪声场建模研究,并计算得到了基于海底单参数的噪声场空间相干系数表达式。通过与传统模型的对比,验证了该计算模型的有效性。结合实验数据,利用该模型对实验海域进行了海底单参数反演,并结合海底反射临界角确定了实验海域的沉积物类型为粉砂质砂,该结论与文献记载相吻合。     

基于舰船噪声的海底单参数反演

利用舰船噪声进行地声参数反演是近年来的热门研究课题之一。目前大多数利用舰船噪声的反演方法依赖于多参数海底模型,而多维参数的求解加大了反演的复杂度,因此,基于海底单参数模型,提出一种使用舰船噪声作为声源的海底单参数反演方法。基于实验数据进行海底单参数反演,并用反演得到的结果,对实验海域的传播损失进行预报。最后,对海底单参数与频率的关系进行了拟合和研究,验证了反演方法的有效性。     

利用匹配场方法反演海底单参数

用海底反射损失对掠射角的斜率作为单个参数描述海底可以简化地声反演过程,快速获得海底的地声性质。基于单参数模型及其相干声场的反射相位近似关系,利用匹配场处理技术反演海底性质。通过Hamilton地声模型中的密度声速关系,同时获得海底的密度和声速值。对2001年中美东海联合实验(ASIAEX 2001)实验数据进行了反演,获得海底地声参数。最后利用反演结果进行传播损失预报及海底沉积物辨别,其效果证实了基于单参数海底模型反演方法的有效性及实用性。     

由爆炸声源及传播损失反演海底声学参数

以2001年东中国海（ECS）一次浅海声学试验（ASIAEX）获得的爆炸声源的声信号和声传播损失,进行海底声学参数反演。对宽带爆炸声源（WBS）进行研究,由爆炸声源的声信号提取出海底反射波与直达波,从而得到海底垂直反射系数,结合Hamilton的经验公式反演出海底等效声速和密度。反演所得结果与海底取样结果相近。由传播损失反演海底声衰减,选取适当的代价函数,调整声衰减,使得代价函数最小,从而反演出海底声衰减。运用反演得到的海底参数计算的传播损失值与试验结果符合较好。     

由矢量水听器阵列反演浅海地声参数

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。     

海面气象现象对海洋环境噪声的影响

介绍风和雨两种海面气象现象产生的海洋环境噪声,综述相关理论原理和实验结果,扼要归纳利用环境噪声数据反演估计风速与降雨技术,为进一步深入开展利用海洋环境噪声估计海面相关气象参数提供物理依据和技术基础。     

深海海洋环境噪声垂直相关性研究

海洋环境噪声场是海洋中的固有声场,其空间结构特性是影响水声系统的重要因素之一。在风成海洋环境噪声波数积分模型的基础上,对深海噪声场的垂直相关性进行了研究。通过数值仿真讨论了深海环境下,海底声速、衰减系数、海面噪声源深度及接收器深度对均匀分布于海面附近的噪声源的垂直相关性的影响。仿真结果表明:噪声场的垂直相关随海底声速、衰减系数和接收器的绝对深度的变化较小;高频噪声的垂直相关性对噪声源的深度较敏感,低频噪声的垂直相关性受噪声源深度的影响几乎可以忽略。在此基础上,分析了某次海试噪声数据,并结合数值计算结果对实验测得噪声数据的垂直相关性进行了合理的解释。     

一种面向无参考的顺轨干涉SAR海面相干时间计算方法

利用顺轨干涉ATI-SAR(Along-Track Interferometric Synthetic Aperture Radar)计算海面相干时间时,需要获取噪声引起的前后通道间的相关系数的下降.目前常用的做法是以陆地目标或双基线干涉SAR(Synthetic Aperture Radar)中基线长度为零的干涉数据作为参考.而现有的顺轨干涉SAR多为单基线干涉,且获取的海面图像中往往不包含陆地目标.针对这一问题,本文提出了一种面向无参考的顺轨干涉SAR海面相干时间计算方法.首先从SAR图像功率谱中估计噪声功率,计算图像的信噪比;然后根据信噪比计算出噪声引起的前后通道的相关系数的下降,进而计算出海面相干时间.将该方法运用于实际的机载顺轨干涉SAR数据,获取了海面相干时间.实验结果与仿真结果的对比表明,该方法能获取较为准确的海面相干时间,验证了本文方法的有效性.     

斜坡海底海洋环境噪声垂直指向性研究

为了解决斜坡海底地形的环境噪声高频建模问题,为三维环境噪声的进一步计算奠定了基础。在射线法的基础上,采用N×2D的近似算法,研究了斜坡海底情况下,均匀分布在海面上的噪声源所产生的环境噪声垂直指向性。考虑了海水吸收,海底反射,声速剖面对垂直指向性计算结果的影响。研究表明：三种因素均会对斜坡海底的噪声垂直指向性产生影响,其中声速剖面对其影响要大一些。     

改进型遗传算法在环境噪声反演海底问题中的应用

利用浅海环境噪声进行海底特性反演一直是学者们研究的热门课题之一,当考虑两层海底时,由于待反演参数较多,基于传统遗传算法的反演策略往往使反演过程陷入局部最小值,从而无法找到全局最优解。针对两层海底的情况,计算得到了浅海环境噪声场空间相干性的表达式,并对传统遗传算法进行了改进,通过引进自适应交叉和变异算子以及能够保持种群多样性的小生境技术来提高反演算法的性能。通过数值仿真,验证了改进后的算法较传统算法能更好地收敛到真实值;并针对一次海试数据进行了海底特性反演,获得了较好的结果。     

典型浅海地声模型下的反射波特性初步研究

本文给出了一种典型浅海地声模型下，波动方程有限差分正演的计算方法，并详细分析了沉积层的顶层速度，厚度，速度梯度，密度梯度，以及震源特性等参数变化时反射波受其影响的一般规律；而且对于航 道底部的浮层作了重点研究，从而得到了浮泥层的容重变化率及其厚度对反射波的影响规律，以及浮泥厚度与反射波特征谱之间的关系。     

结构参数对轴承振动噪声的影响

根据非线性力学和声学理论,建立轴承结构本身产生振动噪声的数学模型,分析轴承结构参数（径向游隙、沟道曲率半径、钢球个数）对轴承振动噪声的影响。研究表明：径向游隙对轴承振动噪声的影响最为显著,并呈现很好的线性关系。沟道曲率半径对振动噪声的影响复杂,它对轴承振动位移和速度最大幅值的影响各不相同,随着沟道曲率半径的增加,最大声压、最大声压级逐渐减小;从整体出发,在符合设计条件的前提下,减小钢球个数可以减小轴承的振动噪声。 x方向的振动噪声远大于y方向,由此,结构参数对x方向的振动噪声的影响更为显著。通过改变结构参数来减振降噪,比起传统方法简单、可行、有效,减少制造成本,为以后轴承减振降噪提供一种新的方向和一定的参考依据。     

A cost-effective technique for extending the low-frequency range ofa microwave noise parameter test set

The operating frequency range of an on-wafer noise parameter test set based on the multiple-impedance technique has been extended in the low-microwave frequency range (down to the L-band). A simple technique, using a phase shifter cascaded with the microwave tuner, allows different reflection coefficients of the load impedance to be obtained at the device input. These coefficients are well distributed over the Smith chart in the entire frequency range. As an example, noise parameters of a passive device have been measured between 1 and 8 GHz, and a good agreement between measured and calculated values is observed. This technique has also been used to measure the noise parameters of different heterojunction bipolar transistors. A minimum noise figure of 1 dB was obtained at 1 GHz on a GaAlAs/GaAs HBT which is in agreement with expected results     

Data-Aided Timing Recovery for Recording Channels With Data-Dependent Noise

In high-density data storage systems, noise becomes highly correlated and data dependent as a result of media noise, channel nonlinearities, and front-end filters. In such environments, conventional timing recovery schemes will exhibit large residual timing jitter and, especially, data-dependent timing jitter. This paper presents a new data-aided timing recovery algorithm for data storage systems with data-dependent noise. We derive a maximum-likelihood timing recovery scheme based on a data-dependent Gauss-Markov model of the noise. The timing recovery algorithm incorporates data-dependent noise prediction parameters in the form of linear prediction filters and prediction error variances. Moreover, because noise can be nonstationary in practice, we propose an adaptive algorithm to estimate and track the noise prediction parameters. Simulation results, for an idealized optical storage channel incorporating a simple model of media noise, illustrate the merits of our algorithm     

运营桥梁结构间接系统辨识的模式搜索方法

通过引入模式搜索的下降准则及其算法,部分解决了环境激励下运营桥梁结构间接辨识中可能存在的局部极值与算法收敛的问题,以及工程数据中可能存在的不可导、不连续的问题。引入了带收敛证明的广义模式搜索方法,介绍了模式移动、网格尺寸、表决等概念,通过构造算例来阐述了其搜索机理。对于运营结构的间接辨识,提出了其响应数据可能不可导、甚至不连续,或在一般算法中可能存在局部极值、算法不收敛的问题;基于无导数下降准则的模式搜索,能准确地通过车辆响应来对结构参数、车辆参数进行辨识;通过比较不同噪声水平下算法的迭代过程中的目标函数值、搜索次数、网格尺寸与表决结果,说明了其具备抗强噪声水平干扰的能力;并指出了通过加入罚函数即可向含约束的类似问题推广。     

基于新型跟踪微分器的无刷直流电机换相位置检测

为从被噪声污染的反电动势中提取清晰的过零信号以满足无刷直流电机换相位置检测的要求,设计一种结构简单的新型跟踪微分器。在系统状态与平衡点距离较远时,采用非线性非光滑方式趋近平衡点;在系统状态与平衡点距离较近时,采用线性方式趋近平衡点。同时,利用李亚普诺夫直接法证明信号跟踪的全局渐进稳定性并给出相关参数的物理意义。仿真结果表明：新型跟踪微分器能以一套参数满足宽调速范围运行的需要,可获取具备固定延迟时间的过零信号,具有良好的高斯噪声、斩波噪声抑制能力。     

Equivalent Magnetic Noise Limit of Low-Cost GMI Magnetometer

We present a noise analysis of a giant magnetoimpedance (GMI) sensor using a peak detector at the optimal magnetic field working bias point of a sensor wire, by considering internal noise sources (intrinsic GMI device associated noise sources and conditioning electronic noise sources). An expression is obtained for the theoretical expected noise for known electronic design parameters and physical characteristics of the GMI wire. The most significant contributions to noise in a GMI measurement, using two basic oscillators (either a simple discrete RC oscillator or quartz oscillator) along with a peak detector, are presented. We discuss the expected extrinsic equivalent magnetic noise limit.      

A Poisson shot noise model for micro-penetration of snow

As a common starting point for the interpretation of SnowMicroPenetrometer (SMP) data the penetration force is interpreted as a superposition of spatially uncorrelated ruptures of structural elements which follow an ideal elastic–brittle response. We re-state this idea and describe the fluctuating penetration force as a Poisson shot noise process. This allows us to derive simple analytical expressions for the cumulants and the covariance of the penetration force in terms of the micromechanical, force-displacement parameters of individual elements. Vice versa, the micromechanical parameters can be estimated from the statistics of the penetration force. We test our method with simulated shot noise processes and real snow profiles and reveal potential limitations of the underlying assumptions. Our model unifies different previous approaches to snow classification which are based on snow penetration resistance.