检索结果-内蒙古大学图书馆

哈尔滨工程大学学报 2024年第11期45卷 2160-2167页

作者：任超黄益旺哈尔滨工程大学水声技术全国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

由于海洋环境的复杂性和随机性,实测海洋环境噪声空间相关系数同样具备随机性。本文利用南海浅海海洋环境噪声数据,分析比较了窄带以及宽频带海洋环境噪声空间相关系数统计特性,计算了海洋环境噪声空间相关系数的估计误差。结果表明:实... 详细信息

由于海洋环境的复杂性和随机性,实测海洋环境噪声空间相关系数同样具备随机性。本文利用南海浅海海洋环境噪声数据,分析比较了窄带以及宽频带海洋环境噪声空间相关系数统计特性,计算了海洋环境噪声空间相关系数的估计误差。结果表明:实测海洋环境噪声相关函数样本服从正态分布,噪声相关系数样本服从截断正态分布;带宽越宽,海洋环境噪声空间相关系数概率密度分布越集中,在数据量一定的条件下,宽频带噪声空间相关系数的估计精度高于窄带噪声。

关键词：海洋环境噪声空间相关系数统计特性宽频带噪声区间估计概率密度正态分布估计误差

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深海环境下利用单矢量传感器估计目标深度

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哈尔滨工程大学学报 2024年第11期45卷 2168-2175页

作者：张力元时洁程月祝路正华杨济远哈尔滨工程大学水声技术全国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

针对深海环境下目标的深度估计问题,本文研究了可靠声路径下直达波和表面反射波形成的周期性干涉调制模式。提出了一种利用单矢量传感器结合周期干涉调制结构对目标深度估计方法。依据矢量传感器接收到的声场信号构建周期干涉调制结构,... 详细信息

针对深海环境下目标的深度估计问题,本文研究了可靠声路径下直达波和表面反射波形成的周期性干涉调制模式。提出了一种利用单矢量传感器结合周期干涉调制结构对目标深度估计方法。依据矢量传感器接收到的声场信号构建周期干涉调制结构,利用水平复声强和垂直复声强获得目标的垂直到达角,通过周期干涉调制结构同目标深度之间的关系估计目标的深度。Bellhop数值仿真实验结果表明该方法能够有效估计目标深度,并且不需要精确的海洋环境知识。

关键词：深海波导可靠声路径单矢量传感器周期干涉调制结构声学信号处理深海目标定位

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一种低频矢量水听器内嵌式电荷放大器

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哈尔滨工程大学学报 2024年第1期45卷 103-109页

作者：方尔正张智强李媛王欢李宗儒哈尔滨工程大学水声技术全国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

针对压电式传感器输出阻抗高,需要放大器做好匹配,国外使用了IEPE传感器解决这一问题,但是国内很少将IEPE传感器应用于水听器的问题,本文设计了一种内置于水听器的电路,以达到低输出阻抗且两线制的目的,并开展了电路特性分析和硬件电路... 详细信息

针对压电式传感器输出阻抗高,需要放大器做好匹配,国外使用了IEPE传感器解决这一问题,但是国内很少将IEPE传感器应用于水听器的问题,本文设计了一种内置于水听器的电路,以达到低输出阻抗且两线制的目的,并开展了电路特性分析和硬件电路的制作,验证了电路传感器性能,得到了电路的放大倍数、幅频特性等数据。实验表明:该电路可以满足一般水听器2Hz~20kHz的使用范围,且内置电路具有两线制、输入阻抗高和输出阻抗低的优点,达到了电路小型化、测试系统简单化的目的,对水听器放大电路设计有参考意义。

关键词： IEPE传感器内嵌式水听器电路设计电荷放大场效应管压电式结构输出阻抗

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水下振荡涡流场声散射与调制特性

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哈尔滨工程大学学报 2023年第8期44卷 1249-1255页

作者：荆晨轩时胜国杨德森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) 工业和信息化部黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001

本文针对水下振荡涡流场的声散射与调制问题建立了理论模型。采用间断伽辽金数值方法模拟了水下振荡涡流场对声波的散射与调制作用,研究了不同马赫数、不同涡流场尺度与声波波长的尺度波长比和不同涡流场振荡频率与声波频率的频率比条... 详细信息

本文针对水下振荡涡流场的声散射与调制问题建立了理论模型。采用间断伽辽金数值方法模拟了水下振荡涡流场对声波的散射与调制作用,研究了不同马赫数、不同涡流场尺度与声波波长的尺度波长比和不同涡流场振荡频率与声波频率的频率比条件下水下振荡涡流场对声场散射与调制特性。研究结果表明:声波经过振荡涡流场会产生散射和调制现象;振荡涡流场对声场的散射和调制作用均随着尺度波长比、马赫数增大而增强;散射和调制作用随着频率比降低而增强,随着频率比的降低,散射和调制作用增强速度变小,直至频率比的改变对声场的散射和调制作用几乎没有影响。水下振荡涡流场的声散射与调制能够使散射声场含有涡流特征信息,对水下目标探测与识别具有重要意义。

关键词：流声耦合振荡涡流场散射特性调制特性包络马赫数尺度波长比频率比

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Janus-Helmholtz换能器的振动模态谐振频率理论分析研究

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物理学报 2024年第3期73卷 143-152页

作者：张羿双桑永杰陈永耀吴帅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 青岛哈尔滨工程大学创新发展中心青岛266000

Janus-Helmholtz换能器利用驱动振子纵向谐振与Helmholtz谐振腔的液腔谐振耦合,具有大功率、宽带声发射特性.传统观点认为导纳曲线中低频谐振峰对应液腔谐振频率,而高频谐振峰对应纵振动谐振频率,然而大量的实验研究发现该结论存疑.本... 详细信息

Janus-Helmholtz换能器利用驱动振子纵向谐振与Helmholtz谐振腔的液腔谐振耦合,具有大功率、宽带声发射特性.传统观点认为导纳曲线中低频谐振峰对应液腔谐振频率,而高频谐振峰对应纵振动谐振频率,然而大量的实验研究发现该结论存疑.本文结合一只Janus-Helmholtz换能器实验样机的实验结果,运用等效电路法结合有限元法分析并求解了驱动振子纵向模态的谐振频率,使用有限元法分析并求解了Helmholtz谐振腔的液腔谐振频率.研究结果表明,与传统观点相反,导纳曲线中第1个谐振峰为驱动振子的纵向谐振,第2个谐振峰为Helmholtz谐振腔的液腔谐振;Janus换能器4个大尺寸辐射面带来的可观辐射质量是造成纵向振动谐振频率在水中大幅度下降的原因;Janus-Helmholtz换能器中存在两个等体积的Helmholtz共振腔而非传统认为的仅存在一个共振腔.这些结论对于正确认识Janus-Helmholtz换能器的结构及性能特性起到了正本清源的作用,也为优化创新该换能器的结构、改善换能器的声发射特性提供了技术支撑.

关键词： Janus-Helmholtz换能器谐振频率等效电路法辐射质量

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稀疏线阵宽带波数域反卷积波束形成栅瓣抑制方法

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声学学报 2025年第1期50卷 109-120页

作者：崔文婷梅继丹孙大军黄天凤汪碧莹中国船舶集团有限公司系统工程研究院北京100094 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

为解决稀疏线列阵的栅瓣与宽带Richardson-Lucy(R-L)反卷积处理生成点扩散函数(PSF)字典计算量大的问题,提出一种宽带波数域的R-L反卷积波束形成栅瓣抑制方法。该方法利用宽带波数域波束形成在波数域的恒束宽特点,使所有频点的反卷积计... 详细信息

为解决稀疏线列阵的栅瓣与宽带Richardson-Lucy(R-L)反卷积处理生成点扩散函数(PSF)字典计算量大的问题,提出一种宽带波数域的R-L反卷积波束形成栅瓣抑制方法。该方法利用宽带波数域波束形成在波数域的恒束宽特点,使所有频点的反卷积计算共用一个PSF字典,减少反卷积计算的PSF存储空间和计算量;结合在波数域波束形成算法的栅瓣与主瓣之间存在周期平移关系,利用实际波束形成主瓣方位、宽度以及能量对栅瓣进行基于实际数据的宽带栅瓣预测和抑制,可以获得好的抑制效果。通过仿真和海试数据验证了所提方法的性能,结果表明该方法相较于常规宽带反卷积处理可以减少计算量,栅瓣抑制效果大于6 dB,拓展了相同阵元数情况下阵列对宽带目标的探测分辨性能。

关键词：栅瓣抑制波数域反卷积波束形成方位估计

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单矢量水听器的改进稀疏贝叶斯学习方位估计算法

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声学学报 2025年第1期50卷 77-85页

作者：李雄辉梁国龙沈同圣罗再磊哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 国防科技创新研究院前沿交叉技术研究中心北京100071 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技术重点实验室哈尔滨150001

复数稀疏贝叶斯学习(SBL)算法计算量大,为此将声能流与稀疏贝叶斯学习算法相结合,提出了基于单矢量水听器的声能流稀疏贝叶斯学习(SI-SBL)方位估计算法。该方法采用声能流取代声压振速信息作为观测量,将参数估计过程从复数域运算转化为... 详细信息

复数稀疏贝叶斯学习(SBL)算法计算量大,为此将声能流与稀疏贝叶斯学习算法相结合,提出了基于单矢量水听器的声能流稀疏贝叶斯学习(SI-SBL)方位估计算法。该方法采用声能流取代声压振速信息作为观测量,将参数估计过程从复数域运算转化为实数域运算,同时利用声压通道噪声与振速噪声不相关的特点实现了噪声抑制,进一步加快了稀疏贝叶斯学习算法收敛速度,使SI-SBL算法获得相比以声压振速通道作为观测量的SBL算法更高的估计精度和尖锐的谱峰。仿真数据表明,单矢量水听器SI-SBL算法相比于SBL算法具有更高的精度和更快的计算速度。实验数据验证,SI-SBL算法相比SBL精度提高了25%,运算速度提高了8倍,证明了本文所提SI-SBL算法应用于水平方位估计的可行性。

关键词：矢量水听器方位估计稀疏贝叶斯学习声能流

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遗传算法优化的增材制造宽带复合棒换能器

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应用声学 2025年

作者：李昊卢苇哈尔滨工程大学水声技术重点实验室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工程大学水声工程学院

复合棒换能器通常采用多模态耦合方法实现宽带性能。增材制造技术可以解决采用粘接制作的传统纵弯耦合空腔前盖板接缝刚度不足的问题。该文为改善复合棒换能器带宽性能，基于金属增材制造加工方式，采用拓扑优化设计空腔结构，初步扩展... 详细信息

复合棒换能器通常采用多模态耦合方法实现宽带性能。增材制造技术可以解决采用粘接制作的传统纵弯耦合空腔前盖板接缝刚度不足的问题。该文为改善复合棒换能器带宽性能，基于金属增材制造加工方式，采用拓扑优化设计空腔结构，初步扩展了换能器的带宽。接下来，使用遗传算法进一步优化空腔尺寸，实现更好的带宽性能，仿真计算得到优化后换能器带宽达到55.3 kHz(带内起伏±3 dB)，相比优化前带宽扩展了82%。仿真与实验结果均表明采用遗传算法优化的换能器前盖板在增加换能器带宽方面具有显著效果。

关键词：换能器增材制造拓扑优化遗传算法

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宽频带海洋环境噪声矢量场空间相关特性建模

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物理学报 2022年第2期71卷 124-134页

作者：任超黄益旺夏峙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

基阵的信噪比增益与噪声场空间特性密切联系,海洋环境噪声空间特性建模始终是水声学研究的热门问题.声纳功能不同,其工作频段和带宽通常也不相同,因此,任意频带噪声场的空间相关系数对声纳系统设计具有重要参考价值.依据海洋环境噪声场... 详细信息

基阵的信噪比增益与噪声场空间特性密切联系,海洋环境噪声空间特性建模始终是水声学研究的热门问题.声纳功能不同,其工作频段和带宽通常也不相同,因此,任意频带噪声场的空间相关系数对声纳系统设计具有重要参考价值.依据海洋环境噪声场的产生过程,在高频近似条件下,本文提出一种噪声场时域建模方法,给出了水平分层介质中表面噪声时域声压和质点振速的积分表示,为噪声矢量场宽带模型的建立奠定了基础.根据风成噪声谱结构,数值计算了不同频带、不同谱斜率的噪声场空间相关系数,揭示了带宽、谱结构对风成噪声空间特性的影响规律.随着阵元间距和带宽增大,噪声矢量场各分量的空间相关系数的振荡周期数逐渐减少,振荡幅度逐渐减小,这是由于噪声场相关系数频域平均的结果.当谱斜率小于零时,宽频带噪声场的空间相关半径大于窄带噪声场的相关半径,这是由于低频段噪声起主要贡献的结果,实测海洋环境噪声声压场竖直方向空间相关特性变化规律与理论结果一致.本文模型对换能器成阵技术研究以及环境参数反演具有潜在应用前景.

关键词：宽频带噪声时域模型空间相关特性声矢量场

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浅海质点振速场强度的深度分布特性

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上海交通大学学报 2024年第7期58卷 995-1005页

作者：张海刚谢金怀刘佳琪龚李佳李智哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨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 上海船舶电子设备研究所上海201108

质点振速场强度的深度分布特性对水声探测与估计具有重要影响.基于简正波非相干模态和变换到角度积分的近似条件,推导出质点振速的非相干简正波的角度积分形式,避免了本征值和本征函数的复杂计算,并揭示了质点振速强度在声源深度及对称... 详细信息

质点振速场强度的深度分布特性对水声探测与估计具有重要影响.基于简正波非相干模态和变换到角度积分的近似条件,推导出质点振速的非相干简正波的角度积分形式,避免了本征值和本征函数的复杂计算,并揭示了质点振速强度在声源深度及对称深度具有显著变化特性的物理机理.数值结果表明:非相干质点振速的角度积分解析式可实现快速计算,并可较好地表征出质点振速强度的深度分布特性;同时,由于简正波模态幅度函数的叠加效应,垂直质点振速与水平质点振速的深度分布存在显著差异性;随后,以质点振速强度差为研究对象,分析了水平距离、声源频率、声速剖面及海水深度等参数对质点振速场强度的深度分布特性的影响.相关结论可为基于矢量场的被动目标深度估计提供理论依据.

关键词：质点振速深度分布声源深度简正波模态叠加

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