检索结果-内蒙古大学图书馆

声学学报 2022年第5期47卷 579-590页

作者：马璐李梦瑶刘凇佐马志腾吴何哈尔滨工程大学水声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 北京长城电子装备有限责任公司北京100082

针对深海远程信道传播衰减大、多途扩展严重的问题,提出一种单输入多输出(SIMO)模型下的水声正交频分复用(OFDM)多波束空间分集均衡方法。建立了深海远程信道下SIMO-OFDM接收信号模型,对宽带波束形成处理后的多个到达角度的波束输出进... 详细信息

针对深海远程信道传播衰减大、多途扩展严重的问题,提出一种单输入多输出(SIMO)模型下的水声正交频分复用(OFDM)多波束空间分集均衡方法。建立了深海远程信道下SIMO-OFDM接收信号模型,对宽带波束形成处理后的多个到达角度的波束输出进行独立的多普勒补偿和稀疏信道估计,最后基于最大比合并实现多波束均衡。相对于远程通信中常用的单波束处理方法,所提方法可获得额外的不同到达角度的多径分集增益;且基于阵列波束形成处理可明显提升各个波束输出信噪比,避免了单阵元信噪比过低导致的信道估计误差增大的问题。所提方法的计算复杂度大于单波束均衡,但低于多阵元最大比合并均衡。基于BELLHOP的数值仿真和中国南海实验结果表明,所提方法的误码率性能明显优于单波束均衡和最大比合并均衡,且在100 km的距离上实现了通信速率199 bps的无误码通信。

关键词：最大比合并到达角度空间分集稀疏信道估计水声通信均衡方法多波束通信速率

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电动式换能器声源级起伏改善实验研究

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应用声学 2023年第1期42卷 100-106页

作者：杨洋桑永杰刘茂伊蓝宇哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨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技术重点实验室哈尔滨150001

电动式换能器由于存在内部声腔,导致辐射面上的负载在频域上出现极值,使得电动式换能器的声源级响应出现起伏,给电动式换能器在宽带噪声模拟领域的应用带来了挑战。依据电动式换能器含有声腔的等效电路分析结果,针对无声腔、有声腔、在... 详细信息

电动式换能器由于存在内部声腔,导致辐射面上的负载在频域上出现极值,使得电动式换能器的声源级响应出现起伏,给电动式换能器在宽带噪声模拟领域的应用带来了挑战。依据电动式换能器含有声腔的等效电路分析结果,针对无声腔、有声腔、在声腔底部设置吸声棉和在声腔内充入氦气4种情况,使用加速度计测试了辐射面的输出振速,归算出声源级曲线并加以比较。实验结果验证了声腔谐振导致电动式换能器频响曲线出现起伏;在声腔内充入特性阻抗小的气体可有效地将声腔的谐振频率调节至工作频段以外,从而实现电动式换能器在质量控制区平坦的响应输出。

关键词：电动式换能器声腔声源级氦气测试

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融合多特征的水声通信信号调制识别方法

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声学学报 2025年

作者：王洋沈同圣汪涛乔钢周锋刘峰哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地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) 军事科学院国防科技创新研究院

针对水声通信信号的特征易受信道噪声和多径效应等复杂水声环境的影响导致识别率较低的问题，提出了一种融合多特征的水声通信调制识别方法。首先，为获取抗噪性能更强的信号特征，设计了小波时频特征与平方功率谱、自相关谱的最强两谱... 详细信息

针对水声通信信号的特征易受信道噪声和多径效应等复杂水声环境的影响导致识别率较低的问题，提出了一种融合多特征的水声通信调制识别方法。首先，为获取抗噪性能更强的信号特征，设计了小波时频特征与平方功率谱、自相关谱的最强两谱线特征相融合的方法；其次，基于迁移学习理论构建轻量化网络模型，以时频特征完成2FSK、4FSK信号的识别；最后，设计粒子群优化的支持向量机，根据最强两谱线特征实现对非频移键控信号（包括BPSK、QPSK、DSSS和OFDM信号）的识别。仿真表明该方法对水声信道和环境噪声具有良好的泛化能力，海试数据验证了该方法的识别率优于现有的神经网络模型。

关键词：水声通信调制识别多特征融合轻量化网络

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仿海豚哨声频率调制水声通信信号自动识别

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声学学报 2024年

作者：刘亚男刘凇佐方涛马天龙颜宏璐凌焕章哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室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) 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地江苏科技大学海洋学院哈尔滨工程大学数学科学学院

针对现有水声信号特征参数无法有效辨识仿海豚哨声水声通信信号调制方式的问题，提出联合多特征的仿海豚哨声频率调制水声通信信号自动识别方法。首先，通过预处理和最小二乘多项式拟合估计海豚哨声谱轮廓；然后，基于估计的海豚哨声谱... 详细信息

针对现有水声信号特征参数无法有效辨识仿海豚哨声水声通信信号调制方式的问题，提出联合多特征的仿海豚哨声频率调制水声通信信号自动识别方法。首先，通过预处理和最小二乘多项式拟合估计海豚哨声谱轮廓；然后，基于估计的海豚哨声谱轮廓提取特征参数，仿真结果表明提取的特征对仿海豚哨声频率调制水声通信信号具有良好的辨识能力和稳健性；最后，联合支持向量机分类器实现自动识别。湖试验证了所提方法的识别效果，分析了调制参数(码元宽度和频率偏移量)对识别率的影响。结果表明，调制的频率偏移量对平均识别率的影响更显著。当频率偏移量为50 Hz，信噪比大于5 dB时，平均识别率约90%以上；当频率偏移量不小于100 Hz，信噪比大于0 dB时，平均识别率达到95%以上。

关键词：仿生伪装水声通信海豚哨声自动调制识别特征提取哨声谱轮廓

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基于单元辐射叠加法的结构声源声场重建方法

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物理学报 2021年第13期70卷 146-159页

作者：时胜国高塬张昊阳杨博全哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

为了提高分布式结构声源的声场重建精度,本文提出了基于单元辐射叠加法的结构声源声场重建方法.该方法首先利用声场叠加原理和结构振声传递特性,建立了结构声源表面振动与辐射声场之间的振声传递关系解析表达式,得到便于快速计算的振声... 详细信息

为了提高分布式结构声源的声场重建精度,本文提出了基于单元辐射叠加法的结构声源声场重建方法.该方法首先利用声场叠加原理和结构振声传递特性,建立了结构声源表面振动与辐射声场之间的振声传递关系解析表达式,得到便于快速计算的振声传递矩阵,能够解决连续分布、相干结构噪声源的声传播模型精细化表征问题.然后利用振声传递矩阵作为传递算子进行声场重建,并与迭代加权算法相结合.通过将基于单元辐射叠加法的声场预报结果与解析法预报结果进行比较,验证了单元辐射叠加法具有较高的准确性.并将基于单元辐射叠加法的声场重建方法与传统等效源法近场声全息和迭代加权等效源法相比较,通过仿真分析与矩形板声场重建实验证明了基于单元辐射叠加法的声场重建方法能够改善结构声源的声场重建精度并增大近场声全息的有效测试距离范围.

关键词：结构声源单元辐射叠加法近场声全息声场重建

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水下单信标导航算法研究及置信区间分析

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哈尔滨工程大学学报 2022年第1期43卷 119-129页

作者：王燕张新宇孙思博付进哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学) 黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 青岛海纳水下信息技术有限公司山东青岛266400

为了优化单信标导航算法中导航点的选取以提高导航精度,本文分析并比较了不同水下单信标导航算法的置信区间。考虑了3种典型的水下单信标导航算法:基于时延信息的单信标导航算法、基于方位角信息的单信标导航算法以及联合使用时延和方... 详细信息

为了优化单信标导航算法中导航点的选取以提高导航精度,本文分析并比较了不同水下单信标导航算法的置信区间。考虑了3种典型的水下单信标导航算法:基于时延信息的单信标导航算法、基于方位角信息的单信标导航算法以及联合使用时延和方位角信息的单信标导航算法。本文首先基于偏微分矩阵建立了3种方法的导航误差和各测量误差的关系式,在此基础上利用导航误差的协方差矩阵分析了时延测量误差和方位角测量误差对3种方法导航结果置信区间分布的影响。此外,本文从水平位置精度因子和置信椭圆这2个角度对3种方法导航结果的置信区间的分布进行了比较。理论推导及仿真表明:时延测量误差和方位角测量误差基于导航点和声信标的相对几何位置关系影响置信区间的分布,且基于时延的单信标导航算法的导航结果和基于方位角的单信标的导航算法的导航结果具有互补的特性。

关键词：单信标导航时延方位角测量误差:置信区间置信椭圆水平位置精度因子精度分析

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一种水平变化波导中声传播问题的耦合模态法

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物理学报 2021年第6期70卷 115-127页

作者：刘娟李琪哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(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

针对介质参数及海底边界水平变化波导中的声传播问题,本文基于多模态导纳法提出一种能量守恒且便于数值稳定求解的耦合模态方法.将声压表示为一组正交完备的本地本征函数之和,对声压满足的Helmholtz方程在本地本征函数上作投影,推导出... 详细信息

针对介质参数及海底边界水平变化波导中的声传播问题,本文基于多模态导纳法提出一种能量守恒且便于数值稳定求解的耦合模态方法.将声压表示为一组正交完备的本地本征函数之和,对声压满足的Helmholtz方程在本地本征函数上作投影,推导出关于声压模态系数的二阶耦合模态方程组.耦合矩阵直观描述水平变化因素对模态耦合的贡献.为避免直接求解二阶耦合模态方程组可能遇到的数值发散问题,将其重构为两个耦合的一阶演化方程组,引入导纳矩阵并使用Magnus数值积分方法获得稳定的声场解.利用该耦合模态方法数值计算水平变化波导中的声场,并与COMSOL参考解比较,结果表明该耦合模态理论能够精确求解水平变化波导中的点源及分布源传播问题.

关键词：耦合模态法多模态导纳法水平变化波导

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基于图像声呐的里程计研究

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声学技术 2024年第5期43卷 647-652页

作者：黄杰周天朱建军徐超于晓阳张博鸣哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨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)工业和信息化部黑龙江哈尔滨150001 三亚哈尔滨工程大学南海创新发展基地海南三亚572000

为了探究基于图像声呐的里程计实现方法,文章借鉴了基于光学图像的里程计方法,将光学的线性投影模型改进成为更精确的非线性“投影”模型,使其更适合应用于声呐图像的情况。文章提出了从声呐图像到特征检测、特征匹配、运动估计并最终... 详细信息

为了探究基于图像声呐的里程计实现方法,文章借鉴了基于光学图像的里程计方法,将光学的线性投影模型改进成为更精确的非线性“投影”模型,使其更适合应用于声呐图像的情况。文章提出了从声呐图像到特征检测、特征匹配、运动估计并最终得到声呐里程计的实现思路。针对尺度不变特征匹配问题,结合声呐图像分辨力低且信噪比低的特点,提出了更稳健的匹配方法,有效地降低了特征点异常匹配出现的频率,通过半物理仿真实验验证了使用文中方法可以有效地得到声呐运动轨迹,为基于图像声呐的里程计研究提供了参考。

关键词：里程计图像声呐特征匹配尺度不变特征变换半物理仿真

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非均匀波导中的最大声能流透射及鲁棒性分析

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物理学报 2021年第17期70卷 133-142页

作者：郭威杨德森哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声技术国防重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室哈尔滨150001

以变截面含可穿透散射体波导为模型,理论研究声波在非均匀波导中的最大透射问题.通过耦合简正波理论构建模态域内透射矩阵和水平波数矩阵,推导透射波能流的具体表达式,分析任意入射波的能流透射率随频率的变化,进而讨论任意给定频率下... 详细信息

以变截面含可穿透散射体波导为模型,理论研究声波在非均匀波导中的最大透射问题.通过耦合简正波理论构建模态域内透射矩阵和水平波数矩阵,推导透射波能流的具体表达式,分析任意入射波的能流透射率随频率的变化,进而讨论任意给定频率下能够产生最大能流透射率的最佳入射波,并给出数组全透射声场算例.最佳入射波仅由可传播模态决定,与衰逝模态无关.利用衰逝模态不携带能流的特性,讨论衰逝模态对产生能流最大透射声场的影响,并分析最大能流透射的鲁棒性.在频率满足一定条件时,全透射声场可能表现出完美鲁棒性.文中所述方法可延伸至多种非均匀波导以分析其中的能流最大透射问题.

关键词：非均匀波导能流最大透射全透射最佳入射波

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基于多线程通信的岛礁区海底工程环境安全监测系统研究

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地球物理学进展 2023年第5期38卷 2360-2372页

作者：朱新华孙智文陶善军马林伟马本俊刘雪芹赵杰臣军事科学院国防工程研究所洛阳471023 哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学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150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

近年来,南海岛礁区已成为极具重要意义的战略支点.南海岛礁区地质结构复杂、周缘地形陡峻、珊瑚砂内孔隙缝洞发育,使得岛礁区海底工程面临海底滑坡等灾害的侵袭,已有的海底灾害监测方法对岛礁底质环境适应性较差.因此,为了更好地实现对... 详细信息

近年来,南海岛礁区已成为极具重要意义的战略支点.南海岛礁区地质结构复杂、周缘地形陡峻、珊瑚砂内孔隙缝洞发育,使得岛礁区海底工程面临海底滑坡等灾害的侵袭,已有的海底灾害监测方法对岛礁底质环境适应性较差.因此,为了更好地实现对岛礁底质环境在线监测,满足南海岛礁建设需求,本文设计了一种基于多线程通信的岛礁区海底工程环境安全监测系统,经实验室试验验证,该系统可对影响海底工程设施稳定性的环境安全参量进行监测,实现多线程通信、数据加密传输、参量监测和海底位移形变计算等功能.

关键词：海底工程监测系统多线程通信数据加密传输

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