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相似文献
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1.
高翔  李鉴  马军  师芳芳 《应用声学》2018,37(1):159-167
时间反转和逆时偏移混合法能有效地抑制分层介质中界面或底面反射波的干扰,从而实现分层介质中目标的检测和定位。该文计算得到阵列阵元的疏密,目标在空间中不同位置,以及不同载波频率相应的声场图和声场等高线图,从而详细研究不同参数对目标检测和定位的影响。研究结果表明,接收阵元需要达到一定数目才能获得较好的聚焦效果;目标无论距阵列远近都可以被很好地定位,特别是离界面很近的目标也可以清晰地分辨出来;用调制载波信号可以得到在目标处更尖锐的声场分布,但周围的各处声场分布高低起伏,可能带来定位的不稳定。  相似文献   

2.
高翔  李鉴  师芳芳  马军  王文  汪承灏 《声学学报》2018,43(4):655-664
基于时间反转和逆时偏移混合方法用于分层介质中目标的声学检测和定位的原理,本文对分层介质中目标检测和定位的声场进行了数值分析。首先给出了声场分布数值仿真的方法和步骤,进一步采用单发多收和多发多收两种方式对单个目标和多个目标计算出其声场分布。数值仿真结果表明可以较好地实现对目标的检测和定位。比较发现,单发单收方式和多发多收方式都得到较好的结果,但多发多收方式计算耗时过多,因此不宜采用。另外,对多个目标的探测提出了改进方法。   相似文献   

3.
Targets in layered media can be detected and located using a time reversal(TR)-reversed-time migration(RTM) mixed method.In this study, this single emission-multiple receiving method is tested experimentally by using two types of layered media and three types of targets. The signal reflected at the interface and the signal scattered by the target are measured by each receiver to obtain the travel time for several transmitter-receiver pairs. Thereafter, the amplitude ratio between the two measured signals is compared with the theoretical amplitude. The RTM process involves the convolution of the forward acoustic beam from the source with the backward acoustic beam from the receiver which adds an appropriate delay determined on the measured travel time data. By using this approach, the acoustic field distribution can be obtained, and the position of the target can be determined.Moreover, the measured positions of the target are compared with the actual position to validate the accuracy of this technique.  相似文献   

4.
Without prior knowledge of medium parameters, a method is proposed to detect and locate a target in layered media. Experiments were carried out for liquid/liquid and solid/liquid layered media, and the location of a target in them was obtained using three methods combined, i.e., the least-square method, the method of finding minimum dispersal degree of target distribution, and the snapshot time reversal and reverse time migration mixed method. The medium parameters, i.e., the acoustic velocities of upper and lower media as well as the thickness of the upper medium, were inversed simultaneously. The results show that the position of target is consistent with its actual position. Thus, the detection and location of a target in layered media are achieved without prior knowledge of medium parameters, and it overcomes the difficulty that the common time reversal method only detects the target, but cannot locate it.  相似文献   

5.
快照的时间反转和逆时偏移方法已实现了液-液分层介质中目标的超声检测和定位,现进一步推广到含有固体分层介质情形.由于在含有固体分层介质中,都存在多种的反射波和散射波,因此提出一种筛选方法,首先从中筛选出散射波以及所属波型,再利用快照的时间反转和逆时偏移方法进行处理.实验分别研究了固-液、液-固和固-固分层介质3种情况.利...  相似文献   

6.
一般超声回波检测、时间反转和逆时偏移技术,都不能将界面附近的目标(缺陷)检测出来。这是因为目标反射波和界面(或底面)反射波相重叠的缘故。虽然改进的时间反转法(即换元的时间反转法)能够区别目标和界面(或底面),但还是不能定位。本文提出一种时间反转和逆时偏移混合方法。分析和仿真结果表明该方法不但能够鉴别出层状介质中的目标,而且可以定位。对于多个目标,也能给出其位置分布图。特别地,本文方法对于分层介质中的缺陷和浅海海底下的目标检测和定位具有重要的潜在价值。   相似文献   

7.
Using the time reversal(TR)-reverse time migration(RTM) mixed method, the numerical analysis towards the acoustic field for detection and location of targets in layered media is performed. First the approaches and steps of the numerical analysis and simulation for acoustic field are proposed, then, the acoustic field distribution of single target and multiple targets are further computed by using the approaches of single emission-multiple receiving and multiple emission-multiple receiving. The numerical simulation results indicate that target detection and location can be well realized. By comparison, good results are obtained from the both two approaches, but large time-consuming is observed in way of multiple emission-multiple receiving, and so would be unacceptable. Additionally, the improved way is also proposed for multiple target detection.  相似文献   

8.
水下目标弹性声散射信号分离   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
夏峙  李秀坤 《物理学报》2015,64(9):94302-094302
水下目标弹性声散射与其他声散射成分在时域和频域上均存在混叠, 现有信号处理方法受分辨力限制无法在混叠状态下识别目标弹性声散射特征. 针对这个问题, 提出了一种目标弹性声散射信号分离方法. 以目标回波亮点模型为基础, 分析了线性调频信号入射时目标声散射成分的信号特性, 提出了一种目标声散射成分向单频信号的映射方法, 并理论推导出了目标声散射结构与映射结果之间的线性对应关系, 实现了通过窄带滤波分离出目标弹性声散射成分. 仿真与消声水池实验数据处理结果表明, 该方法基本可以完全分离出目标回波信号中的弹性声散射成分, 分离出的弹性声散射具有与理论一致的信号特征, 验证了该分离方法的有效性.  相似文献   

9.
基于回溯筛选的稀疏重构时延估计算法   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
冷雪冬  巴斌  逯志宇  王大鸣 《物理学报》2016,65(21):210701-210701
针对无线定位中时延估计在小样本(单快拍)、低信噪比条件下需要大量独立分布测量数据问题,提出了一种基于回溯筛选的稀疏重构时延估计算法,实现了单快拍、低信噪比条件下接收信号的精确时延估计.该算法首先建立接收信号的稀疏表示模型,然后基于该模型建立正交观测矩阵,最后在重构算法中引入回溯筛选思想,利用时延与观测矩阵之间的一一对应关系得到时延的无偏估计.对该模型下时延估计的克拉美罗界进行了推导.仿真分析表明,所提方法在单快拍、低信噪比条件下精度远高于求根多重信号分类算法,相比于正交匹配追踪算法,在较小的复杂度代价下性能得到了较大提升.  相似文献   

10.
由于良好的声束偏转与聚焦特性,超声相控阵已经广泛应用于多层固体介质的缺陷检测。当超声束经过多层介质时,由于反射、透射以及模式转换的存在,多种声束存在于这种结构中,使得声场分析变得复杂。为了提高多层介质检测的准确性,有必要对超声声场的分布规律进行深入地了解。该文结合高斯声束等效点源模型以及射线追踪法,给出了相控阵声源在多层固体介质中激发声场的仿真方法,并且模拟计算了一维线型相控阵在楔块-铝-黄铜-钢四层固体介质中的辐射声场。通过对不同延时法则的计算,实现了声波在这种复杂介质中的偏转与聚焦,进而研究了不同焦点处聚焦声场的分布。结果表明:相控阵方法能使聚焦点处的声场幅值增大,能量集中,提高了检测分辨率;不同聚焦点处声场聚焦效果不同,实际检测时应根据检测区域结构及位置特点,合理放置相控阵换能器。与瑞利积分法的比较表明,该文的仿真方法适用于多层介质相控阵声场的计算。  相似文献   

11.
Combined the decomposition of time reversal operator and the time reversal reverberation nulling, a new time reversal processing approach for echo-to-reverberation ratio enhancement is proposed. In this method, a 2-dimensional signal subspace for the range of the target and two bottom focusing weight vectors for the ranges near the target are obtained by the decomposition of time reversal operator. From the signal subspace and focusing weight vectors, a constrained optimal excitation weight vector of source receiver array can be deduced to null the acoustic energy on the corresponding bottom and maximize the energy at the tar- get. This method remedies the shortages of conventional time reversal processing, time reversal reverberation nulling and time reversal selective focusing method. It focuses sound energy at the target and nulls the energy at the bottom near the target range simultaneously, therefore enhancing the echo-to-reverberation ratio without probe source and prior-knowledge of the relative scattering intensity of target and bottom. Numerical simulations in typical shallow water environments showed the effectiveness of the proposed method and its improved performance for echo-reverberation enhancement than conventional time reversal processing.  相似文献   

12.
基于两次谱分析的时延估计方法研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
张卫平  张合  王伟策  刘强  方向 《应用声学》2008,27(3):222-226
时延估计是目标定位跟踪系统的关键技术之一,在水声、雷达、声探测等领域广泛应用。时延估计的基本方法是互相关法和相位谱法。互相关法时延估计分辨率与信号带宽近似成反比,因此很难估计多目标时延。相位谱时延估计只能估计单目标时延,并且存在相位解绕问题。本文提出了两次谱分析时延估计方法,即将互功率谱函数再次进行谱估计,二次谱峰值位置间距即为时延估计,这种方法既能够估计单目标时延,又能够估计多目标时延,并且不用相位解绕。仿真计算验证了两次谱时延估计方法的可行性。  相似文献   

13.
The shear-horizontal(SH) waves excited by the shear source in a borehole are easy to analyze due to the simple waveform. The borehole-side structures make the formation properties discontinuous. We consider a cylindrical double layer structure and study the borehole shear-horizontal and transverse-electric(SH-TE) seismoelectric waves. We first derive the expressions of the basic field quantities, and simulate the acoustic field and electric field using the real axis integral method. Compared with the wave fields of an infinitely homogeneous porous medium outside the borehole, the cylindrical layered structure makes the multi-mode cylindrical Love waves and their accompanying electric fields excited.Next, in order to study the interface response law of the inducing electric fields, we use the secant integral method to calculate the interface converted electromagnetic waves and analyze the causes of each component. It is found that an interface response occurs each time the SH wave impinges the interface in the layered porous medium. The results show that the SH-TE mode has a potential application for borehole-side interface detection in geophysical logs.  相似文献   

14.
15.
作为深海中重要的声传播途径之一,可靠声路径声道下的噪声级较低,声速剖面变化和海底界面作用对其影响较小。此外,当接收水听器位于该声道下时,可实现对近海面中近距离目标的无盲区监测。因此,可靠声路径必将成为一种重要的探测与定位途径。本文从可靠声路径的声传播特性着手,概述了国内外研究现状,逐步探讨结合各声传播特性所开展目标定位技术。旨在回顾当前各项技术成果并展望基于可靠声路径的目标定位技术今后的发展趋势。  相似文献   

16.
基于邻井反射的偶极横波远探测验证方法   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
偶极横波远探测技术已成为探测井外地质构造的一种重要测井技术,需要针对偶极横波远探测的验证迫在眉睫。本文利用三维有限差分数值模拟方法,对比和分析了地层界面和相邻充液邻井产生的反射横波幅值的差别,结合现场实例,提出了偶极横波远探测成像测井的验证方法。在此基础之上,进一步分析了不同反射邻井结构时,反射横波幅度的变化情况,结果表明,采用多井联合方式可以有效的增加反射波的幅值,减小非共面产生的散射效应影响。最后,初步建立了两口试验井,测试数据处理结果与理论分析结果吻合,为下一步实验井方案的优选和完善提供了理论和数据支持。  相似文献   

17.
脉冲超声换能器是超声检测的关键部件,为了获取其声场特性参数,文中基于小球反射法原理,采用虚拟仪器技术和单片机技术设计了声场测试系统。系统的程控交互界面采用了美国国家仪器公司研制开发的图形化编程软件LabVIEW来设计,在程控交互界面程序中通过调用动态链接库DLL来对系统核心硬件超声发射接收卡进行数据通信及对卡功能进行设置,同时系统上位机通过RS232串口与下位机单片机通讯,实现对三轴扫查平台的多种扫查方式控制。该系统可实时显示脉冲换能器声压分布图像,并可通过对声压分布数据实现对换能器近场长度及扩散角等参数的测量。  相似文献   

18.
针对水下集群目标及敌我目标识别的难题,该文提出了一种基于水中分层弹性球壳高频时域回波的声学编码原理及方法。推导了水中4层弹性球壳目标散射声压的简正级数解,并与有限元结果进行了对比验证。通过构造高频主动声呐的探测脉冲信号,与4层弹性球壳声传递函数的简正级数解做卷积运算,获得了目标的时域回波脉冲序列。研究了分层弹性球壳的厚度、各层材料属性、排布顺序等对时域回波特征的影响规律,提出了基于时域回波特征的声学编码方法。研究表明:利用水中分层弹性球壳目标高频时域回波特征能够实现声学编码,回波结构稳定,且不受限于探测方向。通过携带或安装这种分层弹性球壳结构,有望识别水下航行体/悬浮体等目标。该文的研究对水下目标的主动探测身份识别及导航等具有一定的参考价值。  相似文献   

19.
多分量方位远探测声波测井的理论与应用   总被引:1,自引:1,他引:0  
基于线性拟合的利用岩石动态模量预测静态模量方法存在经验性强且精度不准的问题,利用实验测量的岩石纵波速度、孔隙度和体密度作为输入参数,基于多基因遗传规划方法,不断进化模型得到静态模量关于三个参数的解析表达式,对储层砂岩的静态模量进行了预测。结果表明,多基因遗传规划方法得到的模量表达式更为精确,此外,由于多基因遗传规划方法中横波速度不必要作为计算过程中的输入参数,因此避免了横波速度测量不准确或缺失而带来的静态模量计算误差。  相似文献   

20.
水下目标回波与混响的时频形态特征域盲分离   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
李秀坤  杨阳  孟祥夏 《声学学报》2017,42(2):169-177
水下沉底或掩埋目标识别受海底混响干扰严重,并且目标回波与混响在时-频域上均存在混叠,增大了对目标回波与混响的分离难度。根据目标回波与混响的产生机理差异,将图像形态学与时频分析相结合的盲分离算法用于目标回波与混响的分离。推导了目标几何声散射成分与混响在Wigner-Ville时频面的形态特征表达式,利用图像形态学滤波去除Wigner-Ville时频面中的混响及刚性亮点之间交叉项,在时频形态特征域获取解混矩阵,实现了目标回波和混响的分离。仿真与实验数据处理结果表明,结合图像形态学的时频域盲分离算法提高了目标回波信号的信混比。   相似文献   

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