宽带恒定束宽波束形成器的高速数据采集方案及实现

设计了一种适用于水声宽带恒定束宽波束形成器的多通道数据采集方案。采用FPGA技术,控制16个A/D转换芯片,同时对阵列的16个通道信号进行模/数转换,使采样后各个通道之间的相位误差小于1°,满足了恒定束宽波束形成器对各通道相位一致性的要求。该方案已在水声阵列信号探测系统中成功应用。     

自适应匹配场处理的运动补偿研究

本文研究了目标运动情况下的自适应匹配场处理运动补偿算法,并提出了强干扰背景下的子空间运动补偿算法,采用仿真验证了方法的正确性.     

匹配场处理——水声物理学与信号处理的结合

本文扼要介绍信号处理与物理学相交叉的一个新兴研究领域－－水下声源的匹配场处理。论述水声信号处理与水声物理学相结合的重要性，介绍水下声场建模的基本理论以及匹配场处理的基本方法，阐明匹配场处理与广义波束形成，高分辨谱估计等信号处理技术的密切关系。最后对现存的问题、发展及应用前景等进行讨论。     

浅海地声参数宽带匹配场反演的实验研究

根据不同浅海环境参数在不同的频段对匹配场功率具有不同贡献的特点,提出了宽带匹配场反演的多步优化策略,并与直接全参数反演进行了实测数据的性能对出。采用多步反演策略对亚洲海实验(ASIAEX2001)数据进行处理,按照不同海区水条件的差异,分别进行了水平不变和水平变化的环境参数反演,得到了东中国海3个局部海域的地声参数。     

基于扰动理论的蒸发波导传播模态分析方法

蒸发波导足形成海上微波超视距传播的主要机制,波导模态理论用于研究微波在蒸发波导中的传播特性,但求解过程复杂,计算时间较长不适于实时应用.根据蒸发波导折射率垂直剖面情况,提出了扰动理论和波导模态理论结合的方法,简化了求解过程,提高了计算效率.应用所编制的模态分析程序,仿真计算了蒸发波导高度不同时低阶模态的传播常数,并与算例比较,验证了方法的计算精确性和快速性.同时进一步分析并给出了信号频率与蒸发波导特性参数及场分布之间的关系.     

用信号处理的一般原理分析压差水听器的空间增益

压差水听器是水声矢量水听器的一种实现形式,同振球则是另一种实现形式.看起来这两种矢量水听器很不相同,其实它们在功能和物理基础上似乎并没有太大的差别.压差水听器的数学模型比较简单,便于数学分析.作为一个事例,本文用信号处理的一般原理,分析压差水听器的空间增益.类似地,声强靠处理器、双水听器最优处理器、矢量水听器阵的信号处理增益,都可以用信号处理的一般原理进行分析.     

基于关系数据库的对象数据管理方法研究

面向对象方法在许多领域中已经得到了广泛应用 .对象描述方法可以很方便地描述领域中具有复杂结构的数据 ,但这些复杂数据的存储问题还有待妥善解决 .在数据存储管理方面 ,关系数据库系统一直处于主导地位 .本文提出了一种将对象模型和关系模型有机结合在一起的方法 .该方法将数据存储功能从领域数据对象中分离出来 ,采用专门的对象管理器来处理复杂的对象数据与关系数据库的交互问题 .该方法已经被用于海洋传播模型数据库管理系统的设计开发中 ,并取得较好的效果     

空气中风和声速剖面对空气声透射入水影响

在研究空气声源激发的水下声场时,通常假定空气为静止、均匀半空间,而没有考虑空气中实际声传播条件(风和声速剖面)的影响。在基于传播矩阵的快速场模型基础上,可得出计算运动介质中声传播的二维快速场模型FFP2DM,和远场近似条件下的一维快速场模型FFP1DM。用这两个模型,对空气中风和声速剖面对空气声透射入水的影响进行研究。结果表明:空气中风速剖面和声速剖面对空气中声传播有很大影响,但对于透射进入水中的声波影响很小。     

带障板水听器基阵阵列流形的边界元计算及验证

建立一种复杂结构水听器基阵阵列流形计算模型。该模型运用声场计算的边界元方法,通过计算任意散射体表面声场分布,求出基阵阵元位置处声场响应,进而得到基阵阵列流形;基于该阵列流形,运用波束设计方法求出阵元权值,分别利用实测和理论阵列流形得到基阵实测波束以及理论波束。针对安装在半球形硬质铝壳体上的圆弧阵进行的水池实验,实验结果表明实测阵列流形和基于边界元方法的计算结果基本吻合,实测波束和理论波束相差不大,并且性能均优于按无指向性点接收器经相位补偿后相加所得到的波束。     

掩埋物体的小掠角散射声场与回波信混比

探测掩埋物体的水声系统,通常是在一定距离之外以小掠角声波扫描海底的方式工作,现有的射线声学模型已不能进行系统性能预报。采用波数积分模型和等效源建模方法,将声波在介质中的传播和掩埋物体的散射场计算融为一体,可以高精度地进行各种形状物体、不同声波束和任意掩埋状态下的三维散射场计算。利用开发的声场模型,计算出了典型球壳的等效目标强度和信号混响比随频率、掠射角及掩埋深度的关系曲线。在此基础上,提出一种基于时反聚焦发射、水下移动平台接收的双基地探测设想,并采用开发的声场模型验证了其正确性。