提高信混比的模空间滤波方法研究

基于混响和目标回波的简正波模型，通过仿真分析，比较了混响场和目标散射场的模空间差异性。研究结果表明：在模空间，混响的能量集中在高阶模，即混响有“高通”趋势-通过模空间滤波的方法．有望提高信混比。     

浅海波导远程信混比预报模型

浅海主动探测时,海底混响是目标回波的主要背景干扰,信混比影响主动声纳的性能.混响和目标回波都属于海洋中的散射问题,利用简正波方法,结合平面波散射函数建立了浅海远程信混比预报模型,实现了不同环境参数下信混比的量化分析.仿真比较了不同信号形式、频率以及不同海底底质下的刚性球信混比曲线,从理论上分析了回波随距离的振荡现象.结果表明：用无指向性的声源探测目标时,信混比较低,探测较为困难;宽带信号照射下目标回波更加平稳;简正波之间的干涉导致回波随距离发生振荡,频率越高,干涉结构越复杂;在硬海底环境中信混比相对较小且目标回波振荡剧烈.     

基于时反选择性聚焦的信混比增强方法

将时反选择性聚焦方法应用于浅海波导中的信混比增强,提出了一种基于时反选择性聚焦的信混比增强方法。在没有探测声源的条件下,通过对返回的回波信号进行时反算子分解获得时反阵与目标及海底散射体之间的传输函数信息,取一个与目标对应的特征向量作为时反阵的激励权向量,可以实现声场在目标处的选择性聚焦,并抑制相应距离上的海底混响,从而增强回波信混比。该处理方法解决了直接时反处理需要探测声源和混响零点设置方法在海底处设置混响零点的同时也会在目标位置设置零点的问题。利用典型浅海波导环境,进行了计算机仿真实验．验证了该方法的有效性。     

浅海沉积层中界面波的传播以及掩埋目标的回波

根据地声界面波的相关理论,采用时域有限差分法建立浅海沉积层中界面波传播模型。以沉积层中掩埋小目标为例,计算界面波对空腔掩埋物和实心掩埋物的不同作用结果。根据运动方程和应力应变关系采用中心差分网格建立声场的有限差分模型,计算了声场瞬态情况和质点振动的时间序列结果,从不同角度比较分析了地声界面波对掩埋目标的作用。根据浅海沉积层的性质计算了界面波的传播损失和对掩埋物体的目标强度,由于界面波传播衰减主要由沉积层的能量耗散引起,其规律接近横波的传播衰减,在高频情况下界面波在沉积层中传播的距离不远。文章试图建立一种对浅海沉积层中掩埋小尺度目标的探测新方法。通过一些典型模型的分析,从理论角度证明地声界面波对目标探测的可行性。     

浅海波导中时间反转处理增强信混比能力的仿真分析

针对典型的浅海波导环境,通过计算机仿真研究了目标位于波导中间深度条件下时间反转处理增强信混比的能力以及目标深度的变化对信混比增强能力的影响。对时间反转处理和一般均匀传输产生的目标回波和海底混响强度进行了定量比较。结果表明,在仿真条件下,目标位于波导中间深度时,与一般的均匀传输相比,时间反转处理获得的目标照射强度高10dB～15dB,而相应的海底混响却低了10dB左右,这验证了时间反转处理有效增强信混比的能力,而目标靠近海面或海底时,时间反转处理的海底混响抑制能力有所减弱,当目标位于海底时,由于时间反转聚焦,该距离上将出现一个海底混响峰值。     

基于小波多分辨力分析的低信杂比下点目标跟踪方法

低信杂比下的小目标跟踪问题是目标跟踪领域中的难点,本文在理论分析的基础上提出了用小波多分辨力分析法跟踪低信杂比下的点目标,同时讨论了该方法与基于边缘检测的跟踪方法的区别。最后用以天空为背景的视频序列及以海洋为背景的视频序列做了实验研究,结果表明本文所提方法能够准确跟踪低信杂比下的点目标。     

小掠角下波束折射声场的数值计算

文章针对小掠角下的波束折射声场进行了数值计算,一般将远场的有指向性的球面波视为平面波束,除截取3dB带宽外不再考虑指向性问题,此处,对折射声场进行了更为准确地计算,给出了理论推导和数值计算的结果,并与相关试验进行了定性对比。通过研究,考虑指向性的球面波束（这也是实际情况）的声中心会在折射之前在界面上发声水平位移。同时,指向性对折射声场也有不小的影响。最后,对相关问题提出了建议。     

一种物体前向散射声场异常的增强方法

0引言当物体穿过双基地声纳收发连线时,散射信号与直达信号时频空域上均发生重叠,此时双基地声纳传统的检测方法失效。但是,由于物体的前向散射作用,散射信号与直达信号产生干涉,使得接收声场会产生异常变化,该现象可作为物体入侵的标识。前向散射探测面临的问题是,随着接收距离的增大,直达波的干扰变强,前向散射引起接收声场     

快速预估水下圆形角反射体散射声场的修正声束弹跳方法

针对水下圆形角反射体散射声场计算速度问题,在声束弹跳法基础上,提出了一种快速预估散射声场的修正声束弹跳法。对组成圆形三面角反射体的弧形边缘进行离散化,相邻离散点与角反射体顶点构成板块元,并与声源点构成入射声束,利用几何声学计算每条声束在角反射体反射面上的反射,同时得到反射面上每条声束\"照射\"后再次构成的板块元,用物理声学方法计算所有板块元的散射声场,叠加求和得到整个角反射的散射声场。通过与原始的声束弹跳法计算结果的对比,两者计算结果一致,修正声束弹跳法降低了计算量。     

球形粒子对平面偏振光散射的数值计算与分析

论文在Mie理论基础上,给出了球形粒子对平面偏振光的散射强度和散射系数公式,利用连分式递推算法进行了编程计算,重点对1.06μm激光的模拟结果进行了分析.从得到的散射图像可以看出,散射强度角分布与散射粒子尺度有密切关系,随着粒子尺度的逐渐增大,散射光强主要集中到前、后向散射方向,集中的角度越来越窄,模拟结果明显出现了散射强度最弱的极值角,且该极值角随粒径的增大而增大,最后逼近90°方向.散射强度角分布与波长有关,当它们在同一数量级时达到最大值,与散射粒子折射率无关.该递推算法因为每一步计算都是独立的,与前后项的准确性没有关系,不存在不稳定、发散等情况,能够计算粒径参数范围从10-4开始,对上限不受任何限制.     

水中目标强度的一致性时域有限差分计算

本文应用一致性时域有限差分法（FDTD）和近场-远场变换计算散射声目标的反射声压强度,找出反射声压级与目标声中心到换能器间距离的关系。数值计算中考虑了自由场和有海面及海面波浪影响时的不同情况。根据声源和目标的几何特征对入射波和散射波分别作了球面和柱面扩散修正,并将计算结果与水池实验结果进行了比较。本文的讨论可对水下目标强度测量方法提供参考。     

水下刚性角反射器散射特性

为了分析水下角反射器的声散射特性,提出了一种计算水下凹面目标散射声场的方法。采用ANSYS软件构建水下角反射器实体模型,再利用声学分析软件SYSNOISE对其远场散射声场进行仿真。计算了二面角反射器的目标强度,并与声束弹跳法和板块元法的计算结果进行对比,验证了该方法的适用性和精确性。对三面角反射器的散射特性进行了分析,得到了不同声波入射角度下的目标强度、目标强度随频率的变化规律以及散射方向图,结果表明,正方形角反射器的目标强度最大,三角形角反射器的散射宽度最大,角反射器目标强度不存在明显的频率效应。计算了八面角反射体的方向图,计算结果表明角反射器组合可以有效增大目标强度和散射宽度。     

Scattering from topological insulator circular cylinder buried in a semi-infinite medium

The problem of electromagnetic scattering of a plane wave from a topological insulator (TI) cylinder buried beneath a flat interface is undertaken with the method of analysis based on spectral plane wave representation of fields. Saddle point method is employed to evaluate the involved spectral integrals serving as basis functions in the representations of scattered-reflected and scattered-transmitted fields. The distinctions between the scattering pattern for time reversal symmetry TI cylinder and that of time reversal symmetry broken TI cylinder are pronounced. Results are validated through the comparison with the previously available results.     

Near zone scattering and extinction properties of a left handed material cylinder buried in a semi infinite medium with rough interface

A solution utilizing the spectral plane wave representation of fields (SPRF) combined with the extended boundary condition method (EBCM) is presented to study the scattering and extinction properties of a left handed material cylinder buried in a semi infinite medium with a rough interface. The EBCM is used to evaluate the field transmitted through the interface, which excites the cylinder. The SPRF is used to study the interaction of scattered field from the cylinder with the rough interface. The effect of the negative permittivity and permeability of the cylinder on the far zone scattered field is observed. Further, the near zone scattered field is investigated, which is very helpful to characterize the scenario in which object detection is a challenging task. It is also observed that the electrical size is an important factor affecting the near zone scattered field since the extinction cross section depends upon size.     

Scattering of electromagnetic spherical waves by a buried spheroidal perfect conductor

We examine the electromagnetic scattering of spherical waves by a buried spheroidal perfect conductor. The proposed analysis is based on the integral equation formalism of the problem and focuses on the establishment of a multiparametric model describing analytically the scattering process under consideration. Both the theoretical and the numerical treatment are presented. The outcome of the analysis is the determination of the scattered field in the observation environment along with its multivariable on several physical and geometric parameters of the system.     

海底沉积层中高阶界面波对多掩埋物散射分析

根据界面波散射迭代公式,并利用含多个异质体弹性动力学的散射积分方程,引出海底沉积层中界面波高阶模式对掩埋物的散射情况。根据建立的分层海底模型,对沉积层中传播的界面波进行模式分解。利用界面波传播的Green函数构建界面波散射迭代积分,并根据弹性波对多异质体散射理论,将界面波散射积分推广到对多目标的散射情况。由模式分解的结果,求解出了前三阶界面波对多目标的散射情况,并对界面波高阶模式传播及对不同目标的散射情况做了分析。     

分舱段圆柱壳声散射数值和试验研究

基于有限元方法建立了填充不同介质的有限长分舱段圆柱壳声散射数值计算模型,仿真了填充空气-空气、空气-水、水-水三类两舱段圆柱壳声散射特性,并完成了三类两舱段圆柱壳体声散射试验,获取和分析了两舱段圆柱壳体声散射的时间角度谱和频率角度谱特性。利用物理声学方法分析了壳体表面、端面以及内部填充水介质对散射声场的影响,揭示了两舱段圆柱壳声散射频率角度谱中呈现的干涉条纹特征形成机理,为水下分舱段目标,如水下无人航行器的主动声呐探测和识别提供理论支撑。