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理想浅海波导中声场奇异点与声源深度的关系

应用声学 2023年第1期42卷 107-115页

作者：王泽茜李建张振顾明宇河海大学物联网工程学院常州213002

为了有效利用声场奇异点蕴含的声源参数信息,研究了在理想浅海波导中,远场不同邻阶模态组的声场奇异点与声源深度之间的关系。推导计算了典型浅海声源声场的邻阶模态组奇异点位置,并通过仿真对奇异点的分布进行分析,结果显示邻阶模态组... 详细信息

为了有效利用声场奇异点蕴含的声源参数信息,研究了在理想浅海波导中,远场不同邻阶模态组的声场奇异点与声源深度之间的关系。推导计算了典型浅海声源声场的邻阶模态组奇异点位置,并通过仿真对奇异点的分布进行分析,结果显示邻阶模态组的阶数和阶差越大,奇异点分布越复杂。进一步研究发现,邻阶模态组第一组奇异点的深度和声源深度之间存在联系,并且基于奇异点与声压场的对应关系,在获得准确模态分布的前提下,可以通过两个邻阶模态组的第一组奇异点深度逆运算获得对应声源深度信息,也可以通过第一组奇异点深度反演获得声源深度信息。该文为获取浅海声源深度提供了思路。

关键词：邻阶模态组奇异点声源深度逆运算反演

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声源深度与垂直阵倾角对海底参数反演的影响

声源深度与垂直阵倾角对海底参数反演的影响

2009年全国水声学学术交流暨水声学分会换届改选会议

作者：马黎黎王仁乾北京大学信息科学技术学院

在底质参数反演试验中,真实爆炸声源准确深度很难确定,另外由于水流等因素影响,造成接收垂直阵阵型在小倾斜度范围内的变化,因此有必要研究在这种情况下获取的数据对底质参数反演结果的影响。本文研究声源深度变化与垂直阵倾角对海底参... 详细信息

在底质参数反演试验中,真实爆炸声源准确深度很难确定,另外由于水流等因素影响,造成接收垂直阵阵型在小倾斜度范围内的变化,因此有必要研究在这种情况下获取的数据对底质参数反演结果的影响。本文研究声源深度变化与垂直阵倾角对海底参数反演结果的影响,为进一步分析影响机制,提出修正方案提供参考。通过仿真结果分析,发现声源的爆炸深度对沉积层密度的反演结果影响较大,且其影响表现为反演结果固定趋势的偏离,而对于沉积层声速的反演结果影响较小;垂直阵的小倾角对沉积层的声速的反演结果影响较小,而对于沉积层厚度与密度的反演结果影响较大,随着垂直阵的倾角变化,沉积层厚度的反演结果偏离真实值较大。

关键词：声源深度垂直阵倾斜海底参数反演

来源： cnki会议评论

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平面阵列结合波束形成理论声源深度识别定位

电声技术 2013年第4期37卷 39-43页

作者：梅东挺李春晓金江明丁浩卢奂采浙江工业大学机械工程学院特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室浙江杭州310014

当前平面阵列结合波束形成方法进行声源识别定位时,存在不能确定声源相对全息测量阵列距离的问题,提出了平面阵列结合波束形成理论识别定位声源深度的方法。该方法先将整个三维空间均匀网格化,网格的交点作为假定声源的位置,然后根据波... 详细信息

当前平面阵列结合波束形成方法进行声源识别定位时,存在不能确定声源相对全息测量阵列距离的问题,提出了平面阵列结合波束形成理论识别定位声源深度的方法。该方法先将整个三维空间均匀网格化,网格的交点作为假定声源的位置,然后根据波束形成原理,采用平面阵列测得的声压来获取整个空间的声场分布,通过搜索声场响应的最大值对应的空间位置来识别声源的深度以及它的三维坐标。为了验证方法的有效性,在点声源构成的声场中进行仿真验证。仿真结果表明:该方法能够有效地识别定位声源的三维坐标。

关键词：波束形成声源深度三维声源的识别和定位球面声波平面阵列

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浅海内波环境声源深度对声场时间相关性影响

浅海内波环境声源深度对声场时间相关性影响

2016’中国西部声学学术交流会

作者：于彬李晗旭中国海洋大学信息科学与工程学院

信号的时间相关半径表明了信号由完全相关变为不相关时经过的时间尺度,它在声源定位、声信号检测以及水声通讯等方面有重要的意义。声源布放深度不同,接收点得到声信号的时间相关半径也会发生变化。本文通过对亚洲海国际声学实验（ASIAE... 详细信息

信号的时间相关半径表明了信号由完全相关变为不相关时经过的时间尺度,它在声源定位、声信号检测以及水声通讯等方面有重要的意义。声源布放深度不同,接收点得到声信号的时间相关半径也会发生变化。本文通过对亚洲海国际声学实验（ASIAEX2001）数据处理并结合数值仿真,研究了不同传播路径下声源深度的变化对声场时间相关性的影响。实验结果和仿真分析表明,传播路径上有强孤立子内波时,声源深度越深,匹配场时间相关半径越大;声场中声速起伏较小时,声源深度对声信号时间相关性影响较小。

关键词：声源深度时间相关匹配场时间相关半径

来源： cnki会议评论

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探测声源深度对时间反转处理的影响研究

探测声源深度对时间反转处理的影响研究

中国声学学会2009年青年学术会议

作者：赵淑坤马力中国科学院声学研究所

1引言近年来,时间反转法(TR,Time-Reversal)被广泛应用于水声领域,其特点是在不需要环境的先验知识的情况下,自适应的实现能量的聚焦。本文通过模拟信号发射-接收-再发射(时间反转处理)的过程,研究了在某一海洋声速剖面下,探测声源深度... 详细信息

1引言近年来,时间反转法(TR,Time-Reversal)被广泛应用于水声领域,其特点是在不需要环境的先验知识的情况下,自适应的实现能量的聚焦。本文通过模拟信号发射-接收-再发射(时间反转处理)的过程,研究了在某一海洋声速剖面下,探测声源深度对时间反转聚焦性能的影响,为后续相关实验设计提供建议指导。

关键词：声源深度时间反转处理海洋声速剖面聚焦性能

来源： cnki会议评论

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基于激光衍射法的水下低频声源的深度探测

陕西师范大学学报（自然科学版） 2016年第5期44卷 53-57页

作者：苏晓明任耀陈华苗润才陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西西安710119

为了探测水下低频声源的深度,基于声光衍射效应及润湿效应建立了可升降的光学探测系统。实验中,在自然水面放置一个铝制圆柱体,由于润湿效应导致被测液体表面发生弯曲,从而使水下低频声信号传播到水-空界面产生液体表面波。当激光斜入... 详细信息

为了探测水下低频声源的深度,基于声光衍射效应及润湿效应建立了可升降的光学探测系统。实验中,在自然水面放置一个铝制圆柱体,由于润湿效应导致被测液体表面发生弯曲,从而使水下低频声信号传播到水-空界面产生液体表面波。当激光斜入射到液面时,表面波对其进行振幅和相位调制,实现低频声波的声光衍射,实验上可观察到清晰、稳定的衍射图样。结果发现:改变声源深度,可得到不同声源深度的衍射图样。理论上得到了经表面波调制后衍射光场分布的表达式,基于对衍射图样的分析,推导出表面波振幅的解析式。对不同深度下声源激发产生的表面波振幅进行数值拟合,得到表面波振幅与声源深度的解析关系式,发现表面波振幅随声源深度的增加而减小,从而实现了对声源深度的探测。

关键词：低频水下声信号液体表面波声光衍射表面波振幅声源深度

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水下声波异常透射水-空气界面特性

兵工学报 2023年第4期44卷 1148-1157页

作者：强伟李宁黄孝龙康杨李灿翁春生南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

为探究水下声波关于水-空气界面的异常透射特性,开展了非均匀波作用下水下声波异常声透射理论与实验研究。分别针对实验室理想环境和千岛湖开阔水域真实应用环境搭建水下声波透射实验系统,获取非均匀波作用下水下声波透射水-空气界面的... 详细信息

为探究水下声波关于水-空气界面的异常透射特性,开展了非均匀波作用下水下声波异常声透射理论与实验研究。分别针对实验室理想环境和千岛湖开阔水域真实应用环境搭建水下声波透射实验系统,获取非均匀波作用下水下声波透射水-空气界面的变化规律和影响因素,深入分析了非均匀波作用机理。研究结果表明:当声源深度和水下声波波数乘积小于1时,非均匀波的作用不可忽略,透射系数较大;非均匀波与均匀波能量占比接近时,透射系数随声波频率增大出现波动减小,随声源深度增加平滑减小;水下声波透射入空气时的辐射角范围受非均匀波作用影响较大,随着非均匀波作用的增强,辐射角度范围逐渐增大;研究结果为水下声波异常透射技术在实际环境中的应用奠定基础,对声信号跨介质传递研究提供数据支撑。

关键词：水下声波异常声透射声源深度声波频率

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浅海质点振速场强度的深度分布特性

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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浅海混响的垂直相干性

声学学报 2003年第6期28卷 494-503页

作者：李风华刘建军中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100080

浅海混响垂直相干特性是海洋混响研究中一个重要的课题。在射线简正波混响理论的基础上,给出了浅海混响垂直相关的一般表达式,并推导出了在均匀层浅海中混响垂直相关的简化解析表达式。同时,通过对数值计算及实验结果的讨论,研究了浅海... 详细信息

浅海混响垂直相干特性是海洋混响研究中一个重要的课题。在射线简正波混响理论的基础上,给出了浅海混响垂直相关的一般表达式,并推导出了在均匀层浅海中混响垂直相关的简化解析表达式。同时,通过对数值计算及实验结果的讨论,研究了浅海混响垂直相关与混响时间、频率、声源深度、接收器深度、海底衰减特性及海底散射系数等参数的变化关系。研究表明,在海底散射满足可分离性的条件下,浅海海底混响的垂直相关与声源位置无关,随着混响时间和海底衰减的增加、或随频率、接收器间隔和海深的减小,混响的垂直相关增大。

关键词：浅海混响垂直相干性混响时间频率声源深度接收器深度海底散射系数