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《物理学报》|浅海内孤立波动态传播过程中声波模态强度起伏规律
声传播 内孤立波 模态耦合 声场起伏
2022/3/23
内孤立波是一种常见于浅海海域的非线性内波，具有振幅大、周期短和流速强等特点，它通过扰动水体中的温盐分布使声速剖面产生明显的距离依赖性，进而影响水下声传播特性。内波自生成后通常以1m/s量级的速度传播，运动的内波使声传播路径上的声波模态能量在空间和时间上剧烈起伏。本文定义模态强度为模态系数模值（模态幅度）的平方，并用其衡量各阶模态所含声能量的大小。文中基于耦合简正波理论，推导了内波运动时声波模态强度...
加强取用水监测是实施最严格水资源管理制度的重要举措.为了更有效地利用大量的取用水在线监测数据，需要对获取的监测数据进行预处理.本文首先提出应用中位数法与曲线拟合相结合的方法对取用水监测数据进行异常值检测，再用曲线拟合方法对异常值进行校正；其次，根据校正后得到的数据进行两个方面的分析，一方面是计算监测点的年取水量，另一方面是应用集成经验模态分解方法分析监测点的日取水量变化趋势；最后，以M市的16个自...
Listening to Glaciers: Passive Hydroacoustics Near Marine-Terminating Glaciers
Near Marine-Terminating Glaciers Passive Hydroacoustics
2015/7/15
The catastrophic breakup of the Larsen B Ice Shelf in the Weddell Sea in 2002 paints a vivid portrait of the effects of glacier-climate interactions. This event, along with other unexpected episodes o...
一种双参数可调的水声信道自适应均衡算法
信息处理技术 浅海水声通信 自适应均衡 双参数平行滤波器组算法
2015/4/10
针对浅海水声信道固有的随机时-空-频变、高噪、强多径等特性及变化的多径时延扩展,在变步长最小均方(LMS)平行滤波器组(PFB-LMS)算法的基础上提出了一种新的水声通信自适应均衡算法。该算法将变阶数和变步长的调整结合起来,降低了算法对迭代步长和均衡器阶数的敏感度。仿真结果表明,新算法在参数适应性方面优于传统LMS 及PFB-LMS 算法。
一种水声扩频通信系统模型的仿真与分析
水声通信 扩频 RAKE 接收机 多径通信
2016/9/29
针对影响水声通信系统高速和高可靠性能的主要障碍问题，提出了一种改进的RAKE 接收技术方案。通过研究水声信道衰落特性和水声相干多途信道模型，建立水声扩频通信系统模型，详细分析编码技术对系统性能的影响，并给出Rake 接收机在不同合并方式下的仿真分析及数据。仿真结果表明，该方案能较好地解决水声数据传输中的多径干扰，是有效、可行的。
基于对数域同态滤波的时延估计算法研究
窄带信号 多途时延估计 谱减法 同态滤波
2017/1/4
针对水声信道中窄带信号的多途时延估计问题,本文在对复倒谱时延估计方法进行研究的基础上,提出了一种基于对数域同态滤波的时延估计算法.结合复倒谱与同态滤波思想,将接收的窄带信号首先变换到对数域,然后与本地存储的信号进行谱减法,再对相减后的信号进行滤波以消除残余的信号与噪声成分,最后将其恢复到时域以获取多途时延估计.与传统的匹配滤波/相关处理以及复倒谱分析方法相比,本文算法具有时延估计精度高、噪声抑制能...
建立一种T2-R型多基地声纳定位的几何模型，提出利用时间-方位信息进行目标定位（MTBL)算法，并给出算法定位误差的几何分布。通过数值仿真，重点研究了基线长度、声源配置和测量误差对算法定位精度的影响，并对其他影响因素也作了定性分析。仿真分析结果表明：随着基线长度增加，大部分区域定位精度提高；在一定的声源配置方式下，算法精度对时间测量误差比较敏感，而方位测量误差对定位精度影响较小；合理进行声源配置...
沉底目标识别的关键在于从混响背景中提取出稳定的目标回波信号特征。目标的棱角散射能够携带目标的几何形状信息，在时频域内具有较规则的分布特性，但是各棱角散射回波声程差小，而且淹没在混响中。已有的时频分析方法局限于其抗混响能力及时频分辨力，为得到一种有效的目标几何特征提取方法，提出将一维几何回波时域信号在二维时频域中的几何分布特征作为图像特征进行特征提取，通过研究几何亮点回波和混响在时频平面上的形态特征...
为了解决水下强干扰背景下的远程弱目标被动探测问题,基于声矢量阵,本文提出了一种自适应波束域的检测算法.该算法首先对阵列接收数据进行波束域变换,令通带覆盖整个观测扇面,并自适应地抑制扇面外的强干扰信号;然后在波束域进行广义似然比检测.仿真结果表明,该算法能在强干扰背景下实现对远程弱目标的检测,并且具有恒虚警率特性.
为了减小水下平台的反射系数，提高其声学隐身性能，提出了在平台表面覆盖吸声材料的方法。利用传递矩阵法，推导了水下平台复合层结构在声波斜入射条件下的反射、透射系数，计算了覆盖吸声材料前后水下平台的反射系数，并分析了材料的摆放顺序、参数变化时对平台声学特性的影响。研究结果表明，未覆盖吸声材料时，平台对声波的反射系数接近于1；覆盖吸声材料后，平台的等反射系数曲线随声波的入射角度、频率大致呈双曲线状，对高频...
针对存在导向矢量失配和快拍数不足时，声矢量阵标准Capon波束形成器性能急剧下降的问题，提出了一种基于最小二乘估计的声矢量阵稳健波束形成算法。鉴于声矢量阵声压通道和振速通道的导向矢量误差来源不同，分别为声矢量阵声压通道和振速通道设计了广义旁瓣对消器；利用最差性能最优化的思想，将声矢量阵标准Capon波束形成器转化为稳健最小二乘估计问题；利用二阶锥规划求解。仿真分析表明，该算法在抗导向矢量失配、快拍...
多路水声复合信号耦合网络与高速双向传输方法
通信技术 数据传输 复合信号 耦合网络 Manchester码
2015/4/10
机载声纳利用单芯同轴电缆双向传输高低压复合信号,向机载接收端传送高速率水下数据,向水下载体端传送控制命令、大功率高压电脉冲和直流电。传统传输方法的信号频分耦合网络复杂,导致系统工作时误码率高,可靠性较差。为此,提出了一种新的保护式继电器耦合网络和双向传输方法。该方法采用开关方式实现高低压回路的彻底隔离,同时基于Manchester 编解码技术,完成了大容量数据的时分双向稳定传输,使系统误码率小于1...
针对测量平台空间有限条件下的近场目标运动分析问题，提出了一种基于浅海射线声学多途结构的单水听器水下目标运动分析(TMA)方法。通过构建匀速直线运动目标的三维多途时延模型，推导了以运动参数为变量的直达声和海面一次反射声时延差的非线性函数表达式；根据典型水声信道特征，推导了信道的倒谱表达式，进而利用同态滤波技术解卷积能力估计直达声和海面一次反射声时延差；结合Levenberg-Marquardt方法求...
为分析不确定环境参数对浅海声场的影响，用非嵌入式随机多项式展开法获得声场与不确定环境参数之间函数关系式，建立声场对单个不确定参数的局部灵敏度分析方法；当多参数不确定时，提出依据某参数变化前后声场概率密度的变化，定性表征声场对该不确定参数的全局灵敏度分析方法，引入Sobol指数法定量计算声场对不确定环境参数的全局灵敏度。算例结果表明文中提出的分析方法可快速获得浅海声场对不确定参数的灵敏度，可用于优化...