检索结果-内蒙古大学图书馆

声学学报 2024年第5期49卷 967-978页

作者：孙大军黄天凤梅继丹崔文婷哈尔滨工程大学水声全国技术重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

二维反卷积声图测量中点扩散函数(PSF)的二维移变性导致算法计算量较大,为此提出了一种极坐标系下方位、距离分离降维处理的快速反卷积声图测量方法。该方法将二维移变反卷积运算转换为两次一维反卷积运算,同时利用方位维反卷积具有近... 详细信息

二维反卷积声图测量中点扩散函数(PSF)的二维移变性导致算法计算量较大,为此提出了一种极坐标系下方位、距离分离降维处理的快速反卷积声图测量方法。该方法将二维移变反卷积运算转换为两次一维反卷积运算,同时利用方位维反卷积具有近似一维空域移不变特点,采用移不变模型进行计算,仅对距离维进行一维移变反卷积运算,从而减少算法的PSF存储空间和计算量。仿真和实验数据处理结果表明,所提方法显著降低了计算量,且与原二维移变模型反卷积声图测量方法的性能相近。

关键词：声图测量无源定位聚焦波束形成反卷积快速算法

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一种适用于半互质阵的高精度波达方向估计方法

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电子与信息学报 2024年第8期46卷 3228-3237页

作者：梁国龙滕远鑫王晋晋付进哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

在半互质阵列(SCA)下,经典波达方向估计(DoA)算法在面对邻近相干信源时估计性能退化。为了解决该问题,该文提出一种适用于半互质阵列的高精度波达方向估计方法。首先,将半互质阵划分为3个均匀线阵并利用常规波束形成算法对子阵1、子阵2... 详细信息

在半互质阵列(SCA)下,经典波达方向估计(DoA)算法在面对邻近相干信源时估计性能退化。为了解决该问题,该文提出一种适用于半互质阵列的高精度波达方向估计方法。首先,将半互质阵划分为3个均匀线阵并利用常规波束形成算法对子阵1、子阵2和子阵3的阵列输出信号进行处理;然后,对子阵3的输出信号进行加权后与子阵1,2的输出信号加和构建和波束,利用子阵1与子阵2的输出信号做差构建差波束;最后,将上述和差波束做差得到最终输出信号,计算最终信号的功率得到方位谱。该方法基于半互质阵列特点构建和差波束,充分利用了3个子阵的重叠阵元实现估计精度的提高。通过仿真和湖上实测数据验证表明,该方法可以适用于半互质阵列实现波达方向估计,并且在面对邻近相干信源时其波达方向估计性能优于最小方差无失真估计算法(MVDR)和最小处理算法(MP)。

关键词：波达方向估计半互质阵列邻近相干信源波束形成

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单站水下方位频率机动目标运动分析方法

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声学学报 2024年第4期49卷 683-695页

作者：孙大军张艺翱滕婷婷胡哲健哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

水下方位频率机动目标运动分析常需已知中心频率先验信息且存在机动检测错误等,因此提出了一种基于方位与多线谱信息融合的自适应无迹卡尔曼滤波算法。该算法将方位与多线谱频率信息融合处理,重新构建了方位−多线谱目标运动分析模型。... 详细信息

水下方位频率机动目标运动分析常需已知中心频率先验信息且存在机动检测错误等,因此提出了一种基于方位与多线谱信息融合的自适应无迹卡尔曼滤波算法。该算法将方位与多线谱频率信息融合处理,重新构建了方位−多线谱目标运动分析模型。将中心频率信息引入状态向量中构建实时迭代估计,同时引入了自适应时变渐消因子,实时调整过程噪声协方差矩阵使其适应机动目标。仿真与海试数据处理结果表明,所提方法的机动目标运动分析性能最优,其目标运动分析结果能以最快的速度逼近克拉美罗下界。

关键词：目标运动分析多线谱信息融合机动目标跟踪无迹卡尔曼滤波渐消因子

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含覆层圆柱空腔的声学材料水下吸声特性研究

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振动与冲击 2024年第14期43卷 103-111,141页

作者：王世博胡博张昊阳陈骋陈峰哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

针对增加水下空腔谐振型声学材料的孔隙率导致吸声系数下降的问题,在声学材料的圆柱空腔外包覆多层覆层结构,提出了含覆层圆柱空腔的声学材料。采用有限元方法计算了声学材料的吸声系数,相比含圆柱空腔的声学材料,覆层圆柱空腔使声学材... 详细信息

针对增加水下空腔谐振型声学材料的孔隙率导致吸声系数下降的问题,在声学材料的圆柱空腔外包覆多层覆层结构,提出了含覆层圆柱空腔的声学材料。采用有限元方法计算了声学材料的吸声系数,相比含圆柱空腔的声学材料,覆层圆柱空腔使声学材料具有更低的吸声频带和更高的吸声能力。通过计算单极共振频率揭示吸声机理,覆层圆柱空腔比圆柱空腔具有更低的单极共振频率,使声学材料的频带更低。功耗密度场分布结果表明,多层覆层结构提供了更多的交界面,声波的散射增强从而声能损耗加剧。研究了多层覆层结构的模量和厚度分布形式对吸声性能的影响,模量呈正梯度变化与厚度呈负梯度变化的多层覆层结构分布形式能够使吸声覆盖层获得较好的低频吸声性能。

关键词：低频吸声性能吸声覆盖层圆柱空腔多层覆层结构参数呈梯度变化

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联合稀疏自适应滤波的水声通信双向迭代均衡算法

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声学学报 2024年第5期49卷 1041-1050页

作者：刘璐郑睿哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

针对具有稀疏性的水声信道,提出了一种参数自适应调整稀疏迭代最小二乘自适应算法。通过联合优化遗忘因子和稀疏约束参数,实现不同结构特性稀疏信道的自适应匹配,使均衡算法更快地收敛到稳态;针对常规均衡算法和单一方向Turbo判决反馈... 详细信息

针对具有稀疏性的水声信道,提出了一种参数自适应调整稀疏迭代最小二乘自适应算法。通过联合优化遗忘因子和稀疏约束参数,实现不同结构特性稀疏信道的自适应匹配,使均衡算法更快地收敛到稳态;针对常规均衡算法和单一方向Turbo判决反馈均衡器存在误差传递的问题,设计了一种稀疏自适应迭代最小二乘算法与双向迭代Turbo判决反馈均衡器相结合的均衡器结构,改善了常规均衡算法和单一方向Turbo判决反馈均衡器误差传递的问题,提高了在稀疏水声信道条件中自适应均衡器的收敛速度和均衡性能。仿真和试验数据结果表明,在稀疏水声信道中,基于参数自适应调整稀疏迭代最小二乘算法的双向Turbo均衡算法具有更快的收敛性能、更低的误比特率和更好的均衡效果。

关键词：信道均衡稀疏性 Turbo 接收机双向均衡

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定向接收低冲突率水声网络媒体接入控制协议

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 925-933页

作者：郑茂醇韩笑葛威孙瑶殷敬伟哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨 150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 工业和信息化部哈尔滨 150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨 150001

在全向水声通信网络场景中,较大的传播时延和较高的数据包碰撞率严重影响了网络性能.相比全向接收技术,声矢量传感器的声压和振速通过线性加权组合可以形成单边指向性,实现定向接收某个方向上的信号,进而提高网络的空间复用率.该文首先... 详细信息

在全向水声通信网络场景中,较大的传播时延和较高的数据包碰撞率严重影响了网络性能.相比全向接收技术,声矢量传感器的声压和振速通过线性加权组合可以形成单边指向性,实现定向接收某个方向上的信号,进而提高网络的空间复用率.该文首先分析了声矢量传感器定向接收模式下的网络中断概率,验证定向接收技术网络应用的可行性.然后,提出了定向接收低冲突概率媒体接入控制协议(DRLCP-MAC).该协议利用指向性接收波束握手机制建立稳定的数据传输链路,通过状态转移策略构建多对并行通信链路,缩小虚拟载波监听范围,提高网络的空间复用度.仿真结果表明,与水下冲突避免多址接入协议(MACA-U)和时隙地面多址接入协议(Slotted-FAMA)相比,DRLCP-MAC协议使信道接入成本降低了约50％和60％,网络吞吐量提升了约60％和400％,端到端时延降低了约50％和85％.

关键词：水声网络定向收信矢量传感器媒体接入控制协议

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基于向量投影的立体阵定位算法

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电子与信息学报 2024年第1期46卷 31-40页

作者：孙大军蔡珩郑翠娥程驰宇哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

传统适配立体阵型的超短基线定位算法计算量大、定位误差难以通过解析式精确表征。针对这些问题,该文提出基于向量投影的立体阵定位算法,从向量投影的角度构建立体阵中各基线向量与目标方位之间的观测方程,实现对传统算法定位模型的简... 详细信息

传统适配立体阵型的超短基线定位算法计算量大、定位误差难以通过解析式精确表征。针对这些问题,该文提出基于向量投影的立体阵定位算法,从向量投影的角度构建立体阵中各基线向量与目标方位之间的观测方程,实现对传统算法定位模型的简化。该文算法通过求解线性方程组即可实现对目标方位的估计,时间复杂度远小于传统算法。此外,基于该文算法简洁的观测方程,给出了适配立体阵的定位误差精确解析表征。仿真结果表明,该文算法消耗的运算时间远小于传统算法,且定位误差变化规律与基于理论解析式得到的结论相符。湖试试验结果表明,该文算法的定位精度与传统算法几乎一致,且计算效率更高。

关键词：超短基线定位立体阵向量投影

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深海超低频WKB反转简正波模型

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声学学报 2024年第4期49卷 784-802页

作者：朴胜春詹建康哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

提出了一种基于抛物柱函数的深海超低频WKB反转简正波模型。采用比较方程法,选择形式解为抛物柱函数的映射方程,给出了典型深海声速剖面情况下简正波方程的抛物柱函数WKB近似解和近似条件。数值分析了Epstein声速剖面环境下简正波本征... 详细信息

提出了一种基于抛物柱函数的深海超低频WKB反转简正波模型。采用比较方程法,选择形式解为抛物柱函数的映射方程,给出了典型深海声速剖面情况下简正波方程的抛物柱函数WKB近似解和近似条件。数值分析了Epstein声速剖面环境下简正波本征函数的全局近似误差,求解了Munk声速剖面环境下的简正波声场。结果表明,所提方法与经典WKB近似方法和Langer变换方法相比全局近似误差更小,并且可将海水层看成一个整体,适用于求解深海超低频声传播问题。

关键词：简正波模型 WKB近似抛物柱函数全局近似误差

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柱形障板条件下声矢量圆阵相位模态域目标方位估计

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声学学报 2024年第2期49卷 274-285页

作者：朱晓春朱中锐张旭时胜国哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

提出了基于横向、纵向和对角排列的声压振速联合处理协方差矩阵构造的相位模态域最小方差无畸变响应(MVDR)目标方位估计方法。该方法利用弹性柱障散射声场模型,根据声矢量圆阵相位模态变换理论,构造声压与不同振速分量的互协方差矩阵,... 详细信息

提出了基于横向、纵向和对角排列的声压振速联合处理协方差矩阵构造的相位模态域最小方差无畸变响应(MVDR)目标方位估计方法。该方法利用弹性柱障散射声场模型,根据声矢量圆阵相位模态变换理论,构造声压与不同振速分量的互协方差矩阵,并进行相加、纵向、横向和对角排列得到扩展互协方差矩阵,将扩展互协方差矩阵分解重构后进行MVDR目标方位估计。理论分析与仿真结果表明,纵向排列互协方差矩阵具有更好的方位估计性能,相加互协方差矩阵具有较低的背景谱,对角和横向排列相对纵向排列较差。水池试验和湖试结果进一步验证了纵向排列互协方差矩阵具有较其他3种方法更好的方位估计性能。

关键词：声矢量圆阵柱障相位模态域声压振速联合处理波达方位估计

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主特征向量加权的声矢量圆阵波束域多重信号分类测向方法

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声学学报 2024年第1期49卷 49-57页

作者：徐付佳张旭朱晓春时胜国朱中锐哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

为降低声矢量圆阵方位估计方法的计算复杂度,避免声压振速联合处理需选取观测方向的问题,提出了一种主特征向量加权的声矢量圆阵波束域多重信号分类(MUSIC)测向方法。在信号总功率与噪声功率之比最大的优化准则下,求解得到单矢量传感器... 详细信息

为降低声矢量圆阵方位估计方法的计算复杂度,避免声压振速联合处理需选取观测方向的问题,提出了一种主特征向量加权的声矢量圆阵波束域多重信号分类(MUSIC)测向方法。在信号总功率与噪声功率之比最大的优化准则下,求解得到单矢量传感器最优的加权向量,即主特征向量。结合主特征向量设计相应的波束形成矩阵,并从理论上对声矢量圆阵阵元域和波束域MUSIC的目标方位估计方差进行比较。推导了单矢量传感器的大特征值和信号功率、大特征值对应的特征向量和其导向向量之间的关系。通过仿真实验验证了基于主特征向量波束形成矩阵的有效性,所提方法具有较低的计算复杂度和良好的方位估计性能。水池实验数据分析表明,所提方法能够准确估计目标方位。

关键词：声矢量圆阵波束域主特征向量观测方向方位估计

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