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中国声学学会水声学分会2021～2022年学术会议

作者：李新波周子凌李宗儒黄志浩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

在复杂的海洋环境中,水声技术是进行目标探测的主要方式。常见的声压水听器只能得到信源的声压信号,若想得到方位角,通常需要将水听器放置成某种特定的几何结构,利用阵列信号处理来获取更多所需的信息。然而矢量水听器却可以同时得到某... 详细信息

在复杂的海洋环境中,水声技术是进行目标探测的主要方式。常见的声压水听器只能得到信源的声压信号,若想得到方位角,通常需要将水听器放置成某种特定的几何结构,利用阵列信号处理来获取更多所需的信息。然而矢量水听器却可以同时得到某点的声压和振速信号。基于矢量水听器进行目标方位估计的方法有很多,但面对不同的应用场景,现有方法仍存在很大的局限性。在有些特殊条件下,系统无法使用快速傅里叶变换等数字信号处理方法,给后期的信号分析带来了很大的困难。针对这些情况,本文使用非正交基分解法和椭圆偏振脉冲波法,来对矢量水听器接收到的信号进行处理,得到了这两种方法的声源方位估计性能,并给出了椭圆偏振脉冲波法的仿真结果。该算法在一定程度上提高了目标的方位估计性能。

关键词：方位估计矢量水听器非正交基分解椭圆偏振脉冲波

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水下电机隔声罩隔声特性研究

水下电机隔声罩隔声特性研究

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中国声学学会水声学分会2021～2022年学术会议

作者：樊宏伟张超商德江廉一博王一宇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

本文采用外加隔声罩的措施来降低水下电机的辐射噪声。建立了电机和隔声罩的有限元仿真模型,比较了电机有无隔声罩、隔声罩端盖是否加肋以及电机与隔声罩间不同连接方式下的均方振速和辐射声功率,研究了隔声罩的隔振特性和隔声机理。结... 详细信息

本文采用外加隔声罩的措施来降低水下电机的辐射噪声。建立了电机和隔声罩的有限元仿真模型,比较了电机有无隔声罩、隔声罩端盖是否加肋以及电机与隔声罩间不同连接方式下的均方振速和辐射声功率,研究了隔声罩的隔振特性和隔声机理。结果表明,当电机与隔声罩刚性连接时,并不能起到隔声的作用,反而在谐振频率处对振动有放大的作用;在隔声罩的端盖采取加肋措施后,可以改善低频段的抑振特性和隔声特性;当电机与隔声罩弹性连接时,有效地降低了电机到隔声罩的振动传递,取得了较好的隔声效果。

关键词：隔声罩有限元隔声弹性连接

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基于模型的环境修正匹配滤波算法

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哈尔滨工程大学学报 2021年第3期42卷 353-360页

作者：惠娟喻淇健唐开宇赵安邦郎俊杰王大宇哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 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 西藏大学工学院西藏拉萨850000 中国船舶工业系统工程研究院水声对抗技术重点实验室北京100036 中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081

由于主动声呐发射信号经过浅海多途信道传播后,回波信号与参考信号相关性降低,进而导致匹配滤波器检测性能下降。针对此问题,本文对基于模型的环境修正匹配滤波器进行了研究。通过修正匹配滤波器的参考信号,改善匹配滤波器受多径效应影... 详细信息

由于主动声呐发射信号经过浅海多途信道传播后,回波信号与参考信号相关性降低,进而导致匹配滤波器检测性能下降。针对此问题,本文对基于模型的环境修正匹配滤波器进行了研究。通过修正匹配滤波器的参考信号,改善匹配滤波器受多径效应影响时处理性能下降的问题。同时,本文进一步对比了2种信道估计算法。仿真分析和试验数据处理结果表明:验证了算法可在去除目标周围相关峰的同时,对噪声进行一定程度的抑制。本文算法改善了经典匹配滤波器因环境影响而使得其处理性能下降的问题。

关键词：匹配滤波主动声呐回波检测环境修正多途信道信道冲击响应维纳反卷积二阶锥规划

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基于柱面全息分离的有限空间中声源识别方法

基于柱面全息分离的有限空间中声源识别方法

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中国声学学会水声学分会2021～2022年学术会议

作者：李金凤肖妍商德江赵明月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

声场分离技术是将近场声全息技术推广应用于有限空间中声源识别的关键前提。本文针对有限空间中近场声全息变换方法展开了理论与数值仿真研究,以柱形有限空间为分析对象,结合了基于空间Fourier变换的柱面声场分离算法,对水下有限空间内... 详细信息

声场分离技术是将近场声全息技术推广应用于有限空间中声源识别的关键前提。本文针对有限空间中近场声全息变换方法展开了理论与数值仿真研究,以柱形有限空间为分析对象,结合了基于空间Fourier变换的柱面声场分离算法,对水下有限空间内的声源进行识别定位,并分析了不同频率下,声源位置、全息面间距等全息测量参数对于声场重构精度的影响,并重建其三维声场分布,从而验证了柱面声场分离算法在水下有限空间中声源识别定位的有效性。

关键词：柱面近场声全息全息重构声源识别定位声场分离

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时变参数介质中的声传播特性研究

时变参数介质中的声传播特性研究

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中国声学学会水声学分会2021～2022年学术会议

作者：张昊阳李景禄邱宇时胜国时洁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

针对声纳系统接收信号信噪比日益降低,对水下目标探测能力越来越弱等问题,本文提出一种基于时变参数介质的水中弱信号增强方法。建立了声速时变的介质声传播理论模型,理论推导了声速时变介质中声信号产生放大效应的激发条件。运用时域... 详细信息

针对声纳系统接收信号信噪比日益降低,对水下目标探测能力越来越弱等问题,本文提出一种基于时变参数介质的水中弱信号增强方法。建立了声速时变的介质声传播理论模型,理论推导了声速时变介质中声信号产生放大效应的激发条件。运用时域有限差分法(FDTD)计算分析了声速周期性时变介质中声传播特性,获得了不同声速调制深度、变参数介质层厚度下的介质中声传播规律。结果表明:当时变参数介质的声速调制频率为弱信号频率的二倍时,信号将获得放大。本文提出的水中弱信号增强方法可能在提高水中弱信号检测能力等方面具有应用价值。

关键词：时变参数介质参数激励时域有限差分声传播

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外部并联驱动的Ⅳ型弯张换能器

外部并联驱动的Ⅳ型弯张换能器

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中国声学学会水声学分会2021～2022年学术会议

作者：夏学建蓝宇哈尔滨工程大学水声工程学院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

为了解决外部驱动Ⅳ型弯张换能器长轴尺寸过长的缺点,在不改变壳体结构的基础上,本文设计了一种驱动振子在预应力螺杆上,与壳体机械并联连接的外部驱动Ⅳ弯张换能器。重点利用有限元软件分析了振子尺寸和螺杆尺寸对换能器发射性能的影响... 详细信息

为了解决外部驱动Ⅳ型弯张换能器长轴尺寸过长的缺点,在不改变壳体结构的基础上,本文设计了一种驱动振子在预应力螺杆上,与壳体机械并联连接的外部驱动Ⅳ弯张换能器。重点利用有限元软件分析了振子尺寸和螺杆尺寸对换能器发射性能的影响,经过优化分析,设计了一款谐振频率为1860Hz,谐振处发射电压响应为133.8dB的外部并联驱动Ⅳ型弯张换能器,保留了弯张换能器呼吸模态位移放大特点的同时,解决了外部驱动弯张换能器长轴尺寸过大的缺点。

关键词：并联连接外部驱动弯张换能器

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水下目标ROI提取算法的抗噪性能研究

水下目标ROI提取算法的抗噪性能研究

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中国声学学会水声学分会2021～2022年学术会议

作者：张博鸣于晓阳周天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

水下目标ROI(Region of Interest)提取技术是目标检测与识别过程中至关重要的一部分,水下环境复杂多变,这就要求ROI提取相关算法应当具有一定的抗噪性。本文使用RX(Reed-Xiaoli)异常检测算法对信道水池中采集的前视声呐图像进行处理,并... 详细信息

水下目标ROI(Region of Interest)提取技术是目标检测与识别过程中至关重要的一部分,水下环境复杂多变,这就要求ROI提取相关算法应当具有一定的抗噪性。本文使用RX(Reed-Xiaoli)异常检测算法对信道水池中采集的前视声呐图像进行处理,并添加一定方差的高斯噪声验证算法的抗噪能力。数据处理结果表明:与传统的恒虚警(CFAR)检测算法相比,RX异常检测算法的检测效果受噪声的影响较小。在各种噪声情况下均有较大的累计目标检测率,对于低信噪比环境下的水下目标提取效果较好。

关键词： ROI提取恒虚警(CFAR) RX异常检测

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基于小波变换的被动声纳脉冲信号截获检测技术研究

基于小波变换的被动声纳脉冲信号截获检测技术研究

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中国声学学会水声学分会2021～2022年学术会议

作者：孙敏朱建军陈宝伟周天李海森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

被动声纳对非合作脉冲的检测一直是研究的热点与难点,本文将小波变换应用于传统脉冲信号截获检测系统,提高了带内信噪比,并且在实现非合作脉冲检测的同时获取了声源方位信息,提升了被动声纳用于未知脉冲信号检测效果。

关键词：被动声纳小波变换脉冲信号截获检测

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基于Comsol的水下球冠状圆柱壳体目标散射声场研究

基于Comsol的水下球冠状圆柱壳体目标散射声场研究

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2022’年中国西部声学学术交流会

作者：王玉璞宋扬哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨工程大学水声工程学院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

研究水下弹性体目标时,为了建模处理上的方便,通常将目标们近似看作球体或圆柱体。实际上声纳目标的结构更类似于壳体,如潜艇、水雷、鱼雷等,它们本身或者是壳体,或者是填充了某种材料的壳体。本文将研究与声呐目标最为相似的水下球冠... 详细信息

研究水下弹性体目标时,为了建模处理上的方便,通常将目标们近似看作球体或圆柱体。实际上声纳目标的结构更类似于壳体,如潜艇、水雷、鱼雷等,它们本身或者是壳体,或者是填充了某种材料的壳体。本文将研究与声呐目标最为相似的水下球冠状圆柱体弹性目标结构。利用基于Comsol的有限元方法,建立球冠状圆柱体目标散射声场模型,分别对正横、球头端、平头端三个方向入射情况下的散射声场进行了仿真分析,研究发现目标散射声场受频率和填充物的影响,在不同声波入射角度下表现出明显的差别。

关键词：水下弹性体球冠状圆柱壳体散射特性

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散射影响下的小尺度矢量阵有源校正算法

散射影响下的小尺度矢量阵有源校正算法

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2022’年中国西部声学学术交流会

作者：韩明潜郭俊媛哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨工程大学水声工程学院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

小尺度矢量阵相比于传统声压水听器阵列具有节省阵列孔径,阵列增益较高等优势,但在进行波束形成之前,仍要对小尺度矢量阵进行各通道幅相误差的校正。本文考虑阵列接收信号受工作平台或基阵载体的散射影响,从而使各通道存在方位依赖幅相... 详细信息

小尺度矢量阵相比于传统声压水听器阵列具有节省阵列孔径,阵列增益较高等优势,但在进行波束形成之前,仍要对小尺度矢量阵进行各通道幅相误差的校正。本文考虑阵列接收信号受工作平台或基阵载体的散射影响,从而使各通道存在方位依赖幅相误差的情况。本文对散射影响下的导向矢量进行傅里叶级数展开,从而构造出散射影响下的矢量阵信号接收模型,再利用多个位置的辅助声源通过最小二乘法估计出散射影响下的导向矢量,最终实现了一种适用于任意形状散射体影响下的任意阵列流形的平面小尺度矢量阵的有源校正方法。本文对提出的算法进行了仿真分析和实验数据处理,分析与处理结果均与理论吻合较好。

关键词：小尺度矢量阵散射幅相误差方位依赖辅助声源

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