跨空水介质激光声技术发展分析与思考

跨空水介质间的激光声技术是世界各国正在研究的一个重要课题,开展激光声作为通信声源的技术研究有助于海洋通信的发展应用,该通信技术利用激光在水中产生声波,在空中获取声回波信号,综合应用了激光技术、声学与电子学等多种技术手段,具有强大的技术优势；利用机载平台产生激光,在水中产生声波并在空中接收被水下目标反射或散射的声波,从而对水下目标进行探测,是光、声联合探测领域的一项新的交叉技术,可满足不同海域、不同战术使用下的作战需要。论文介绍了不同条件下的激光致声原理,分析了激光声技术在探测和通信领域的应用场景,并结合已有的研究成果对激光声技术的发展应用提出了几点建议。     

水下声信号光电探测技术的实验研究

为了实现水下声信号的遥感探测,针对水下声信号光电探测技术的强度调制理论,提出了光线分析理论模型,并进行了初步的理论分析和实验验证,取得了频率为65Hz和100Hz的水下声信号的探测数据,验证了水下声信号光电探测技术的强度调制理论.实验结果表明,在空气中利用激光,在水中利用声波,通过这两种信号载体来探测水下声信号技术是可行的,这一结果对于水下声信号光电探测技术的研究具有一定的参考价值.     

水下声信号激光探测技术研究

水下声信号激光探测技术采用了激光接收技术。它在空气中利用光波,而在水中利用声波,把两种最佳的信道和物理场结合了起来,是遥感探测水下声信号的一种比较理想的方法。水下声信号在水空气界面会引起表面波动而对打在水表面处的激光束进行幅度调制。利用直接光强检测方法可以检测受水下声信号调制的激光信号。本文在理论分析的基础上通过试验验证了激光探测水下声信号技术的可行性,同时对水下声信号光电探测存在的问题进行了探讨并提出了相应的解决途径。     

尾流中气泡的主动声特性模型及有限元分析

尾流中气泡的主动声学特性是主动声探测和声波在尾流中传播的理论基础。分析入射声波在空气与水的分界面的反射/折射特性和气泡在受迫振动条件下的散射,建立尾流中气泡的主动声学特性的弹性薄球壳模型。对气泡模型运用有限元分析得到气泡的谐振频率,与理论值比较验证了模型的正确性。     

海底浅层声学探测技术在海底光缆路由勘测中的应用

本文介绍了海底浅层声学探测技术，分析了海底光缆路由选择的特殊要求，并结合某一海底光缆工程路由勘测实例，讨论了海底浅层声学探测技术在海底光缆路由勘测中的应用。     

三网融合背景下的通信声学

通信声学是声学与信息技术相互渗透融合的产物,随着信号处理技术和电声学技术的发展,其研究和应用领域得到快速扩展.介绍了通信声学的3个主要方向:声接收技术,声传输技术和声发射技术的研究现状和热点.重点探讨了在三网融合背景下,通信声学的应用前景及所面临的挑战.     

基于PSM算法的激光致声SAFT水下小目标探测方法

水下目标的有效探测是认知海洋的前提与关键。本文介绍了一种可用于空-水跨介质探测成像的激光致声合成孔径聚焦技术。分别建立激光源阵列中心聚焦及偏转聚焦的有限元仿真模型,进而模拟激光致声合成孔径聚焦探测过程,采用相位迁移算法对模拟的激光致声信号进行探测图像的重构。采用均方误差与峰值信噪比对图像质量进行评价。搭建了空气-水下激光致声探测实验系统,通过分析水中钢球经衍射后的声波能量变化,计算出了其平均能量损失率。利用合成孔径延时叠加波束形成方法实现了声波能量在目标处的汇聚及增强,为水下目标探测提供了一种新的实现途径。     

新型声学分辨率光声显微镜系统照明设计

声学分辨率光声显微镜探测深度可达厘米量级,已有声学分辨率光声显微镜照明方式的主流设计方案在明场、暗场照明方式切换,光能利用率等方面仍存在不足,在一定程度上限制了声学分辨率光声显微镜系统的应用范围。提出了一种能够提高光能利用率,可实现明场、暗场照明切换并增大调节范围的声学分辨率光声显微镜系统设计,利用凸透镜对光束的会聚功能,对发散环形光束产生一定程度的聚焦,减小环形光束的环带尺寸。蒙特卡罗模拟结果显示,最终入射在组织表面的光斑直径得到有效减小,组织中超声换能器有效探测区域的光能流量分布最多可增强6倍,因此光声信号强度也相应地得到线性增强;与此同时,凸透镜的加入还增加了系统光聚焦深度的调节范围,在超声换能器聚焦深度不变的情况下,调节系统的光聚焦深度,有助于在不同样品中获得最佳的光声信号强度。     

低空无人机探测与反制技术研究

本文对现阶段的低空无人机探测与反制技术分别进行了论述,并重点介绍了雷达探测、光电探测、声学探测和无线电频谱探测等探测手段,以及干扰阻断、直接毁伤、拦截捕获和控制劫持等反制手段,对相关探测与反制技术的优缺点进行了分析。此外,本文还分析并讨论了低空无人机探测与反制技术的发展趋势,重点分析了探测技术在新技术应用、技术体制、运行机制和标准规范方面的发展趋势,以及“软杀伤”、察打一体和定向打击等反制技术发展趋势。     

参量扬声器系统的探索与研究

介绍了一种新型的声首传播系统——参量扬声器系统。该系统能够使声音在空气中实现定向传播，是一种有着广泛应用前景的新兴技术。参量扬声器系统的实现包含了多种学科知识即非线性声学、电子工程学以及计算机科学等。对参量扬声器系统的工作原理、组成结构以及实现方法作了初步的探索和研究。     

四元平面方阵对空声时延定位误差分析

四元平面方阵是最简单的半空域无源定位传声器阵列，其定位精度受多种因素影响，其定位误差主要由时延估计误差引起，针对这种阵列的定位误差进行了分析与仿真，主要讨论了时延估计误差对定位精度的影响，最后从仿真结果看出该阵的测角精度较高，测距精度很差。     

火箭助飞式声干扰器空中弹道的测试方法

针对火箭助飞式声干扰器的空中弹道特性，提出了一种采用多普勒雷达测速，并根据其速度，经过弹道拟合和外推确定火箭助飞式声干扰器空中弹道轨迹的测试方法。靶场实验结果表明，利用该方法所测出的火箭助飞式声干扰器的空中弹道特性对其研制过程有一定指导意义。     

基于矢量水听器的水下声学浮标系统设计

针对海洋安全技术发展对无人自主探测平台的迫切需求,设计了一种具有海洋目标探测功能的水下声学浮标系统,该系统声学探测单元基于姿态感知复合同振式矢量水听器,水声数据采集与实时分析单元采用FPGA+DSP的设计方案,可控制声学探测单元工作时序,并完成水声和姿态信息联合信号处理。为验证水下声学浮标系统目标探测能力,在南海某海域开展目标探测能力试验验证。结果表明,深海良好水文环境条件、浮标采用定深漂流工作模式,对600 t级、10节航速航行科考船探测距离≥10.3 km。     

一种跨介质的空中-水下激光致声探测技术研究

跨空水介质间的探测技术是世界主要海洋国家的热点研究问题。为研究空中平台与水下的激光致声探测技术,文中在光击穿机制下采用纳秒脉冲激光与水听器之间的光声信号转换来进行空-水跨介质探测模拟实验研究及验证工作。搭建了激光致声空气-水下实验测试系统,采集了激光声扫描探测数据,对典型实验数据在时域内进行分析得出了激光激励声波的传播特性,根据时间互易原理实现了水下激光声信号的三维探测成像。利用有限元法进行激光在水下激发声波及传播的数值仿真,据此对实验进行了验证。此外,从仿真中发现通过提高脉冲能量至2.8×1010 W/cm2所激励的声波在传播400 m后仍能观测出明显的信号,信噪比约为11.3 dB,证明了百米级传输及探测的可能性。此研究结果为采用激光致声技术进行跨空-水介质探测提供了依据。     

激光空中探测水下目标的新方法研究

为了实现在空中利用激光技术对水下目标进行探测的目的,基于迈克尔逊干涉仪的基本原理,提出了一种从水面散射激光中获取水下声源信息的新方法。设计并实现了一套空中探测水下声信号的实验装置。实验结果表明：频谱分析图中的峰值频率即为水下声源的发声频率,系统能够实时探测发声频率在1 kHz～14 kHz的水下声源,且测量标准偏差小于7 Hz。该方法为航空遥感水下目标提供了一条新的技术途径。     

android系统通话中回声消除的实现

为了消除android系统电话免提通话时产生的声学回声,利用静音检测（VAD）机制,在android系统开源代码软件asterisk模块中,加入声学回声消除算法。通过不断比较来话音和去话音数据,判断是否为声学回声并进行白噪声替换,测试结果表明在一般的通话环境中,可以消除正常语音通话时90%以上的回声,实现半双工通信,适合于嵌入式android终端设备的开发。