检索结果-南通市图书馆

典型概率密度背景下四阶累积量波束形成的阵增益

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声学学报 2014年第5期39卷 557-564页

作者：李秀坤李婷婷谷新禹哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

在理论上零均值高斯分布噪声的四阶累积量恒等于零,而实际噪声和混响的概率密度是影响四阶累积量波束形成技术性能的关键问题。本文针对海洋环境噪声与海底混响的瞬时幅度分布,分别推导了四阶累积量波束形成阵增益函数;建立了阵增益与... 详细信息

在理论上零均值高斯分布噪声的四阶累积量恒等于零,而实际噪声和混响的概率密度是影响四阶累积量波束形成技术性能的关键问题。本文针对海洋环境噪声与海底混响的瞬时幅度分布,分别推导了四阶累积量波束形成阵增益函数;建立了阵增益与阵元数、海洋环境噪声和海底混响统计特性的四阶矩和二阶矩及输入信噪比的关系;确定了与常规波束形成阵增益之间存在临界信噪比,高于临界信干比时四阶累积量波束形成可以获得比常规波束形成更高的阵增益与分辨率。实验数据处理结果验证了四阶累积量波束形成阵增益和分辨率理论结果的一致性。

关键词：常规波束形成四阶累积量概率密度阵增益高斯分布噪声海洋环境噪声海底混响实验数据处理

Pekeris波导中垂直发射阵的阵增益快速估计

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声学学报 2020年第3期45卷 341-349页

作者：衣晓锋彭大勇曾娟马力中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院水声环境特性重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

为了利用单换能器的声强级估计垂直发射阵的声强级,研究了Pekeris波导中快速估计发射阵增益的方法。首先,基于等效深度简正波理论,计算了Pekeris波导中垂直发射阵的平均声强,进而得到用模态阶数求和表示的发射阵增益的表达式。然后对模... 详细信息

为了利用单换能器的声强级估计垂直发射阵的声强级,研究了Pekeris波导中快速估计发射阵增益的方法。首先,基于等效深度简正波理论,计算了Pekeris波导中垂直发射阵的平均声强,进而得到用模态阶数求和表示的发射阵增益的表达式。然后对模态阶数用积分代替求和,并对引入的误差进行修,得到3/2次方衰减场区发射阵增益的快速估计表达式;有效声影区声场由于只剩1阶简正模态,可直接简化得到发射阵增益的快速估计表达式,在海底参数未知时可用海深近似代替等效深度来估计有效声影区的发射阵增益。计算机仿真和海上实验得到的阵增益快速估计误差均小于1 dB,验证了快速估计方法的有效性,这一发射阵增益快速估计方法可以为工程应用提供参考。

关键词：发射阵 Pekeris 阵增益快速估计

随机阵列误差影响下的声矢量阵噪声特性和阵增益

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哈尔滨工程大学学报 2011年第5期32卷 624-631页

作者：刘凯梁国龙嵇建飞张锴哈尔滨工程大学水声技术国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001

在设计许多阵列信号处理算法以及评估其性能优劣时,都需要考虑到噪声的相关性结构.为了考察随机阵列误差对噪声相关性结构以及后续算法性能的影响,建立了在方向性噪声场中和球面各向同性噪声场中,存在随机阵元位置误差和阵元姿态误差时... 详细信息

在设计许多阵列信号处理算法以及评估其性能优劣时,都需要考虑到噪声的相关性结构.为了考察随机阵列误差对噪声相关性结构以及后续算法性能的影响,建立了在方向性噪声场中和球面各向同性噪声场中,存在随机阵元位置误差和阵元姿态误差时,声矢量阵阵列输入噪声的时空相关性结构.在此基础上,考察了这两种随机阵列误差对声矢量阵MVDR波束形成器阵增益的影响.研究结果表明,随机阵列误差会在不同程度上改变原来的噪声相关系数,由这些相关系数组成的噪声协方差矩阵的畸变度连同导向向量的失配程度决定了阵增益损失的大小.

关键词：声矢量阵噪声相关性结构随机阵列误差阵增益

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陆架斜坡海域水平阵波束形成阵增益仿真分析

中国科学：物理学、力学、天文学 2016年第9期46卷 52-58页

作者：谢磊孙超西北工业大学航海学院西安710072

陆架斜坡海域海洋环境复杂多变,水下声基阵在该海域实际应用时,阵元接收信号的幅度和相位会发生畸变,阵元间信号相关性减弱,会带来波束形成器阵增益的严重下降,进而导致声呐探测性能的损失.目前陆架斜坡海域不同波束形成器阵增益的研究... 详细信息

陆架斜坡海域海洋环境复杂多变,水下声基阵在该海域实际应用时,阵元接收信号的幅度和相位会发生畸变,阵元间信号相关性减弱,会带来波束形成器阵增益的严重下降,进而导致声呐探测性能的损失.目前陆架斜坡海域不同波束形成器阵增益的研究较少见,本文在各向同性噪声场假设条件下,针对陆架斜坡海域上坡波导环境中水平阵的常规波束形成器(CBF)、最小方差无失真响应波束形成器(MVDR-BF)和特征值波束形成器(EBF)的阵增益进行仿真研究.结果表明:(1)CBF和MVDR-BF的阵增益均与声场水平纵向相关性有关,当水平阵的阵元个数超过一定值时,两种波束形成器的阵增益均不再随着阵元个数的增加而增大;(2)EBF的阵增益由信号协方差矩阵最大特征值与其所有特征值之和的比值决定;(3)当接收数据信噪比为.10 dB时,MVDR-BF的阵增益高于CBF,但两者均小于EBF的阵增益.

关键词：陆架斜坡阵增益波束形成声场水平纵向相关性

随机相幅误差对舷侧阵MVDR波束形成器阵增益的影响

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声学技术 2006年第3期25卷 187-191页

作者：徐钧焦君圣陈浩哈尔滨工程大学哈尔滨150001 杭州应用声学研究所声纳技术国防科技重点实验室杭州310012

舷侧阵正常工作时,由于海洋环境比较复杂,以及每路水听器通道的传输特性不完全一致,使舷侧阵每一个水听器输出信号的相位和幅度叠加了一个随机误差。在作MVDR自适应波束形成时,该随机误差的存在将影响到基阵的阵增益,降低检测能力。仿... 详细信息

舷侧阵正常工作时,由于海洋环境比较复杂,以及每路水听器通道的传输特性不完全一致,使舷侧阵每一个水听器输出信号的相位和幅度叠加了一个随机误差。在作MVDR自适应波束形成时,该随机误差的存在将影响到基阵的阵增益,降低检测能力。仿真结果表明:幅度和相位误差的存在会降低MVDR波束形成器的阵增益,两类误差越大,阵增益就越小;输入信噪比越高,MVDR波数形成器的阵增益就越小。文中从统计学角度分析了随机相幅误差对协方差矩阵的影响,然后通过数值仿真得到阵增益的变化规律。

关键词：相幅误差 MVDR波束形成阵增益舷侧阵

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舷侧阵CBF和OBF的阵增益比较

海洋技术 2011年第3期30卷 64-67页

作者：何云峰宋高顺焦君圣南京理工大学机械工程学院精密仪器系江苏南京210094 杭州应用声学研究所浙江杭州310012

以舷侧阵作为研究对象,首先介绍了常规波束形成器(CBF)和最佳波束形成器(OBF)的波束输出信号模型,然后推导了信号+噪声场合下的阵增益表达式,比较了在不同信号频率和不同信号源方向角下,CBF和OBF的阵增益,最后在增加了有指向性的CW干扰... 详细信息

以舷侧阵作为研究对象,首先介绍了常规波束形成器(CBF)和最佳波束形成器(OBF)的波束输出信号模型,然后推导了信号+噪声场合下的阵增益表达式,比较了在不同信号频率和不同信号源方向角下,CBF和OBF的阵增益,最后在增加了有指向性的CW干扰后,分析了此场合下的阵增益,并比较了不同的信号频率下,干扰源方向角的变化对两类波束形成器阵增益的影响。

关键词：常规波束形成最佳波束形成阵增益舷侧阵

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圆柱体上均匀圆阵的阵增益分析

火力与指挥控制 2013年第8期38卷 9-12页

作者：刘铁林张成王一波军械工程学院石家庄050003

以环绕在圆柱体上的均匀圆阵为阵列模型,研究了圆阵在不同条件下的阵增益。从声传播理论出发,分析了平面波入射条件下阵列周围声场,得出了阵列常规处理增益和超增益的表达式。仿真结果表明,刚性圆柱体的存在增大了阵列的处理增益,当存... 详细信息

以环绕在圆柱体上的均匀圆阵为阵列模型,研究了圆阵在不同条件下的阵增益。从声传播理论出发,分析了平面波入射条件下阵列周围声场,得出了阵列常规处理增益和超增益的表达式。仿真结果表明,刚性圆柱体的存在增大了阵列的处理增益,当存在非刚性圆柱体时,通过合理设置非刚性圆柱体的阻抗,可以在特定的频段内进一步提高阵列的增益,当圆阵与圆柱体之间存在空隙时,阵列处理增益会有所下降。

关键词：阵增益超增益均匀圆阵

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深海光纤矢量水听器垂直阵列阵增益研究

深海光纤矢量水听器垂直阵列阵增益研究

作者：梁燕国防科技大学

学位级别：硕士

矢量水听器可以同步共点测量声场中的声压和质点振速信息,其采集的声场信息相比传统的声压水听器更加丰富,经信号处理后可以得到更好的目标探测性能。光纤矢量水听器则是一种新型水声传感器,相比压电式矢量水听器具有灵敏度高、抗电磁... 详细信息

矢量水听器可以同步共点测量声场中的声压和质点振速信息,其采集的声场信息相比传统的声压水听器更加丰富,经信号处理后可以得到更好的目标探测性能。光纤矢量水听器则是一种新型水声传感器,相比压电式矢量水听器具有灵敏度高、抗电磁干扰强以及易于采样,可通过光学复用技术大规模成阵等优点,在水下目标探测领域应用前景广泛。光纤矢量水听器垂直阵列是未来水下预警探测体系的重要组成部分,与海底水平固定阵相比,其海上布放难度小,可快速布放在敏感海域对水下目标进行探测和预警,是理想的深海水声装备形式。对于水听器阵列来说,阵增益是衡量其探测性能的重要指标。因此,研究深海条件下光纤矢量水听器的阵增益特性具有重要意义。本文首先介绍了同振式光纤矢量水听器的基本结构和工作原理。然后给出声场垂直相关系数定义以及各向同性均匀噪声场模型、表面噪声场模型中噪声垂直相关性的计算方法。阐述了声压垂直阵列阵增益的计算方法,并通过公式推导得到了垂直阵列阵增益与声场垂直相关性及噪声垂直相关性的关系。然后以矢量水听器声压振速联合处理技术为基础,提出了适用于光纤矢量水听器垂直阵列的信号处理方法,并推导给出不同组合方式条件下的理论阵增益。进一步采用BELLHOP射线模型仿真分析了深海环境中直达波区和影区内声场的垂直相关性,并通过阵增益计算得到声压水听器垂直阵列的阵增益空间分布。在各向同性均匀噪声模型假设条件下,仿真计算不同组合方式矢量水听器垂直阵列的组合增益大小,并与理论结果进行比较。最后对2016年南海16基元光纤矢量水听器垂直阵列深海试验中采集的数据进行处理分析,结果表明:在直达波区声场主要由直达波和海面一次反射波组成,阵元间垂直相关性较高,阵列增益可以达到10 d B;在声影区内,海底反射波占主导,多途效应显著使信号垂直相关性减弱,阵增益相应减小至7d B;在远场条件下经过矢量组合方式处理后,光纤矢量水听器的“组合增益”可以提升2-3d B左右。上述实验结果与理论仿真结果基本一致,说明光纤矢量水听器垂直阵列在深海环境中可以得到有效的阵增益,为提高光纤矢量水听器垂直阵列目标探测性能提供了新的思路。

关键词：光纤矢量水听器垂直阵列垂直相关性阵增益直达波区声影区组合增益多途效应

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声矢量线列阵增益分析

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