检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：刘生心燕山大学

学位级别：硕士

海洋探测以及目标成像主要以声波为信息载体,轨道角动量在声波上的应用使得声波从一个新的维度获得信息容量。携带有轨道角动量的声波呈现涡旋结构,因此被称为涡旋声波(Vortex acoustic wave,VAW)。涡旋声波在照射目标时会形成具有相位... 详细信息

海洋探测以及目标成像主要以声波为信息载体,轨道角动量在声波上的应用使得声波从一个新的维度获得信息容量。携带有轨道角动量的声波呈现涡旋结构,因此被称为涡旋声波(Vortex acoustic wave,VAW)。涡旋声波在照射目标时会形成具有相位差异性的回波,从而实现二维凝视成像。然而,海洋中涡旋声波会受到湍流的影响,已有研究证明平静海域的弱湍流对涡旋声波的强度影响较小而对相位影响较大。本文旨在通过研究弱海洋湍流效应下涡旋声波的传播特性和成像效果,以分析水下涡旋声波成像的可行性,并研究具有更高分辨性能的涡旋声波成像方法。首先,介绍了利用均匀圆形相控阵(Uniform circular phased array,UCPA)产生涡旋声波的方法。在此基础上,研究基于UCPA的涡旋声波成像的回波模型以及傅里叶变换成像的处理过程。其次,利用COMSOL分析了涡旋声波在理想海洋中的传播情况。根据海洋声速的分层特性,分别研究了传播域存在声速梯度时和声速均匀时各参数对涡旋声波波束的影响。再次,基于Nikishov海洋功率谱模型采用反演法构造海洋湍流随机相位屏,并建立涡旋声波在海洋湍流中的传播模型。在此基础上,推导了球坐标系下的波束调制拓扑模态的探测概率的表达式,并分别研究了各参数对波束的波前相位和调制拓扑模态的探测概率的影响。最后,基于海洋湍流环境建立涡旋声波在海洋湍流下的成像模型,研究了海洋湍流参数对涡旋声波成像性能的影响,并针对离散船目标提出了两种成像方法。一是利用Res-Unet神经网络对涡旋回波数据进行相位校正的成像方法。二是使用级联二维PGA算法补偿方位向相位误差和距离向距离偏移的成像方法。通过仿真对比分析,验证了两种成像方法的有效性。

关键词：涡旋声波海洋湍流探测概率涡旋声波成像深度学习 PGA算法

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基于LG涡旋声波的多路复用与编解码技术研究

基于LG涡旋声波的多路复用与编解码技术研究

引用

作者：朱斌南京信息工程大学

学位级别：硕士

涡旋声波是一种声学现象,它是一种特殊的涡旋波,其特点是以沿中心轴螺旋前进并且中心产生相位奇点。本文主要根据拉盖尔高斯(Laguerre-Gaussian)涡旋声波产生原理、各种参数对涡旋声波的影响、多路复用以及基于拉盖尔高斯涡旋声波多路... 详细信息

涡旋声波是一种声学现象,它是一种特殊的涡旋波,其特点是以沿中心轴螺旋前进并且中心产生相位奇点。本文主要根据拉盖尔高斯(Laguerre-Gaussian)涡旋声波产生原理、各种参数对涡旋声波的影响、多路复用以及基于拉盖尔高斯涡旋声波多路复用的编解码进行了深入研究以及一系列的实验设计与测试。本文的主要内容如下:(1)根据拉盖尔高斯涡旋声波的基础理论,分别对声波的单路以及多路复用的进行理论仿真。首先通过三维图形直观地分析比较了不同径向节点、不同拓扑荷数以及阵列半径对涡旋声波的影响;其次对比分析频率、半径以及换能器个数对声压幅值的影响;最后对拉盖尔高斯涡旋声波的多路复用进行仿真研究,多路复用特性为涡旋声波编解码方法提供理论和实验依据。(2)根据拉盖尔高斯涡旋声波的多路复用理论,进一步研究涡旋声波作进行编码传输信息的可行性。以字符“NUIST”的八位ASCII编码为基础,提出六位-多路复用编码和改进后的两位-多路复用编码两种编码方式,解决了涡旋声波耦合度高以及受到换能器个数影响的问题。(3)根据以上研究内容,首先搭建了双环均匀圆形阵列换能器阵列的实验与测试的平台,根据设计流程图,对实验系统的组成部分进行了说明;接着对实验结果进行分析,研究频率以及拓扑荷数对涡旋声波的声压幅值和相位图的实验结果;最后通过分析实验结果,在换能器个数受限、少量能量发散的情况下,改进后的两位-多路编码方案可以传递较多的信息量,验证其应用于声学通信的可行性。综上,通过对拉盖尔高斯涡旋声波的多路复用技术的理论研究,分析了拓扑荷数与相位编码之间的关系,验证了涡旋声波作为声通信的一种新的自由度的可行性。

关键词：涡旋声波均匀圆形阵列拓扑荷数多路复用编码轨道角动量

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基于涡旋声波的水下通信技术研究

引用

通讯世界 2018年第9期25卷 28-30页

作者：钱圣琦杭州市萧山区第三高级中学

随着人们对海洋开发的广度和深度越来越大,水下大容量通信的需求日益凸显。而现阶段的水声通信技术存在的一些局限性导致这难以成为现实。本文意在将通信中广泛应用的涡旋波技术引入到水声通信中,从而提高频谱效率并实现大容量水下通信... 详细信息

随着人们对海洋开发的广度和深度越来越大,水下大容量通信的需求日益凸显。而现阶段的水声通信技术存在的一些局限性导致这难以成为现实。本文意在将通信中广泛应用的涡旋波技术引入到水声通信中,从而提高频谱效率并实现大容量水下通信。为此,本文介绍了涡旋声波从产生、传输到接收的整个过程,并以此为基础提出了复用涡旋声波、涡旋声波键控调制2种信息传输的方法,通过仿真分析可以知道,复用传输可以提高系统频谱效率,而结合传统调制方式的涡旋声波键控调制也能够达到很的误码性能。

关键词：涡旋声波水下通信频谱效率信息调制复用传输

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