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声速不均匀介质热声成像的声场仿真

声学学报 2008年第5期33卷 430-436页

作者：张弛汪源源复旦大学电子工程系上海200433

为了精确表示声速不均匀介质热声成像的声场,提出了一种时域有限差分(FDTD)仿真方法。先用FDTD将热声成像的基本方程离散化,给出描述热声成像的离散差分方程;再对电磁波脉冲进行两次修正,以消除高频电磁波引入的计算误差。计算机仿真研... 详细信息

为了精确表示声速不均匀介质热声成像的声场,提出了一种时域有限差分(FDTD)仿真方法。先用FDTD将热声成像的基本方程离散化,给出描述热声成像的离散差分方程;再对电磁波脉冲进行两次修正,以消除高频电磁波引入的计算误差。计算机仿真研究的结果表明:当介质声速不均匀时,FDTD仿真方法其准确度高于目前常用的飞行时间法。在仿真实验条件下,当介质的声速差异大于50%时,FDTD法的误差比飞行时间法小十倍以上。可见,FDTD方法是一种有效的热声成像声场仿真方法,可以为声速不均匀介质热声成像算法的研究提供理论基础。

关键词：不均匀介质声场仿真声成像声速离散差分方程 FDTD法高频电磁波飞行时间法

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合成孔径聚焦声成像时域算法研究

声学学报 1997年第1期22卷 42-49页

作者：孙宝申张凡沈建中中国科学院声学研究所

本文介绍了宽带合成孔径聚焦声成像时域重建算法设计，及在486微机上的仿真计算结果；计算参数是按实际实验系统设计选取的。

关键词：超声成像声成像时域算法合成孔径聚焦

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传声器阵列对高频弱声源的声成像识别方法

声学学报 2015年第1期40卷 90-96页

作者：钱正莲杨亦春余立志滕鹏晓韩宝坤王昌田山东科技大学机械电子工程学院青岛266510 中国科学院声学研究所噪声与振动重点实验室北京100190 湘潭大学信息工程学院湘潭411105

研究了传声器阵列对高频弱声源的识别定位方法。该方法根据高频声源的指向性和阵列探测特性等特点，提出了利用信噪比加权方法提高有效阵元对声成像的贡献，根据信噪比的大小对每个阵元添加不同的权值，可以显著提高传声器阵列对高频弱... 详细信息

研究了传声器阵列对高频弱声源的识别定位方法。该方法根据高频声源的指向性和阵列探测特性等特点，提出了利用信噪比加权方法提高有效阵元对声成像的贡献，根据信噪比的大小对每个阵元添加不同的权值，可以显著提高传声器阵列对高频弱声源的声像清晰度。仿真分析了阵元加权和不加权两种方法对阵列声成像结果的影响，以某型号笔记本电脑电路板噪声为对象进行的实验表明，在阵列测量中充分利用有效阵元信号可以实现对声压级低达10--20dB的微弱噪声源的精确测量。

关键词：传声器阵列识别方法噪声源声成像高频加权方法笔记本电脑阵元对

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基于方位距离的鱼雷目标声成像方法仿真研究

系统仿真学报 2008年第6期20卷 1606-1610页

作者：王志杰杨宝民王海陆西北工业大学陕西西安710072 水下信息处理与控制国家重点实验室陕西西安710075

通过鱼雷自导系统提取目标的本质特征,构建目标的伪图像,确定目标的要害部位,达到最有效摧毁目标的目的。采用了正交解调、数字多波束的研究方法,得到了目标的方位和距离信息,在此基础上形成了基于方位距离鱼雷目标的伪图像,其成像原理... 详细信息

通过鱼雷自导系统提取目标的本质特征,构建目标的伪图像,确定目标的要害部位,达到最有效摧毁目标的目的。采用了正交解调、数字多波束的研究方法,得到了目标的方位和距离信息,在此基础上形成了基于方位距离鱼雷目标的伪图像,其成像原理新颖,成像算法易于实现。仿真研究表明,该方法可以获得良好的目标伪图像,为鱼雷识别目标的关键部位,并对其实施精确打击奠定技术基础。

关键词：鱼雷声成像目标识别波束形成

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三维空间非同步测量高分辨率声成像方法

声学学报 2022年第2期47卷 220-228页

作者：丁晋晋胡定玉余亮上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海市轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

为解决三维空间中声源成像分辨率低的问题,提出一种基于非同步测量的三维空间声成像方法。该方法首先通过移动球形传声器阵列扫描空间分布的声源,然后利用非同步测量技术近似得到大孔径、高密度的传声器阵列测量结果,最后通过传统波束... 详细信息

为解决三维空间中声源成像分辨率低的问题,提出一种基于非同步测量的三维空间声成像方法。该方法首先通过移动球形传声器阵列扫描空间分布的声源,然后利用非同步测量技术近似得到大孔径、高密度的传声器阵列测量结果,最后通过传统波束形成算法成像。仿真及实验结果表明,该方法与单次测量下的波束形成方法相比,聚焦性能更好,空间分辨率高,可实现三维空间中声源分布的高分辨率成像;同时,该方法成像结果可替代多阵列的同步测量结果,无需参考传声器,避免了使用参考传声器在增加通道数量以及空间布置问题上的局限性。

关键词：传声器阵列单次测量同步测量三维空间高分辨率成像声成像空间分辨率聚焦性能

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二维解卷积波束形成水下高分辨三维声成像

声学学报 2019年第4期44卷 613-625页

作者：王朋迟骋纪永强黄勇刘纪元黄海宁中国科学院声学研究所北京100190 新加坡国立大学新加坡119227 中国船舶工业系统工程研究院北京100094

针对水下三维成像的空间分辨率难以提高,且具有较高旁瓣级的问题,提出了一种二维解卷积波束形成高分辨三维声成像算法,该算法首先完成任意距离切片的平面阵波束形成,近场情况下采用菲涅尔近似实现近场平面阵波束形成,然后通过二维解卷... 详细信息

针对水下三维成像的空间分辨率难以提高,且具有较高旁瓣级的问题,提出了一种二维解卷积波束形成高分辨三维声成像算法,该算法首先完成任意距离切片的平面阵波束形成,近场情况下采用菲涅尔近似实现近场平面阵波束形成,然后通过二维解卷积技术对任意距离切片的二维波束形成结果进行解卷积处理,去除阵列指向性函数的影响,改善波束响应非理想冲击函数所造成波束形成主瓣宽及旁瓣级高的问题。通过计算机仿真分析,新算法可以有效的提高水下三维成像的空间分辨率,抑制旁瓣级,并能够在较宽频带和不同阵列孔径内保持与常规波束形成相当的稳定性。通过试验研究,新方法比常规波束形成实际目标成像分辨率提高一倍,最高旁瓣级下降20 dB,验证了该算法在实际系统中的有效性.

关键词：阵波束形成三维成像解卷积高分辨二维水下声成像常规波束形成

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一种用于水下声成像的旁瓣抑制方法

西北工业大学学报 2009年第2期27卷 209-213页

作者：杨虎陈航戚茜西北工业大学水下信息处理与控制国家重点实验室陕西西安710072

针对水下声成像易受到非成像目标强干扰影响这一情况,研究了一种采用不等间隔阵,并进行孔径变迹处理的旁瓣抑制方法。以等间隔阵为出发点,根据期望的具有低旁瓣的波束指向性求解出可实现此期望的阵列排布,通过对等间隔阵的阵元间距进行... 详细信息

针对水下声成像易受到非成像目标强干扰影响这一情况,研究了一种采用不等间隔阵,并进行孔径变迹处理的旁瓣抑制方法。以等间隔阵为出发点,根据期望的具有低旁瓣的波束指向性求解出可实现此期望的阵列排布,通过对等间隔阵的阵元间距进行微调实现期望的不等间隔阵,在此基础上,采用发射孔径为恒定全孔径,接收孔径可变的孔径变迹处理方法,从而达到抑制旁瓣的目的。仿真结果表明,该方法较相同阵元数的等间隔阵,具有很好的旁瓣抑制效果,且主瓣仅有小量的展宽。

关键词：声成像旁瓣抑制孔径变迹最佳接收孔径

基于波束形成声成像技术的某±800 kV换流站噪声源识别

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高压电器 2019年第11期55卷 171-176页

作者：曹浩吴晓文卢铃胡胜吕建红彭继文国网湖南省电力有限公司电力科学研究院

文中以某±800 kV直流受端换流站为研究对象,采用基于波束形成的声成像测量技术,对该直流换流站整站关键位置可听噪声进行现场测试并获得主要噪声源的空间位置和频率特性。测试与分析结果表明,交流滤波场主要噪声源为电抗器组和电容器组... 详细信息

文中以某±800 kV直流受端换流站为研究对象,采用基于波束形成的声成像测量技术,对该直流换流站整站关键位置可听噪声进行现场测试并获得主要噪声源的空间位置和频率特性。测试与分析结果表明,交流滤波场主要噪声源为电抗器组和电容器组,电抗器组区域噪声在562~708 Hz范围内存在较明显峰值,电抗器组与电容器组的噪声存在干涉现象。此外,交流场架构由于电晕放电产生的噪声同样不容忽视;直流滤波场最主要噪声来自于平波电抗器,存在明显高次谐波引起的噪声成分;换流变压器区域主要的噪声源为布置在换流变外部的冷却风扇阵列,以低频噪声为主;站用变区域最大噪声点为变压器本体,频谱主要分布在100 Hz及其倍频上,以291~375 Hz内频率分量较大;调相机外冷水系统和阀冷系统的最大噪声大部分来自于喷淋水拍打底部水盘产生的噪声。

关键词：特高压换流站波束形成声成像噪声源识别

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脉冲回波声成像系统斑纹噪声的一种消减方法

声学学报 1997年第2期22卷 97-103页

作者：周康源陶进绪中国科技大学电子工程与信息科学系

现行脉冲回波声成像系统,由于分辨元内各背向散射波随机相位叠加产生图像斑纹噪声掩盖了图象灰度级间的细微差别,因而降低了图象的分辨率。本文提出一种对接收信号进行处理的DWS方法,它可在保存有用信息的基础上减弱斑纹噪声,并能有效... 详细信息

现行脉冲回波声成像系统,由于分辨元内各背向散射波随机相位叠加产生图像斑纹噪声掩盖了图象灰度级间的细微差别,因而降低了图象的分辨率。本文提出一种对接收信号进行处理的DWS方法,它可在保存有用信息的基础上减弱斑纹噪声,并能有效地改善系统的轴向分辨率。

关键词：声成像脉冲回波减噪