微弱信号源的和波束定向方法与分裂波束定向方法的性能比较

本文讨论水下辐射噪声源的精确定向问题，给出被动声纳和波束定向与分裂波束定向方法的性能比较。指出在一定信噪比下，分裂波束精确测向技术比和波束定向技术具有较高的定向精度。但是，随着信噪比的下降，两者趋于一致。推导了估计定向精度的分析表达式，给出在直线阵和圆弧阵情况下，延时估计和声源入射角偏差之间的换算公式和数值模拟结果。同时给出数字式声纳用以计算入射信号左波束和右波束数据的互谱来实现分裂波束定向的方法。     

压电陶瓷换能器宽带匹配特性分析

对压电陶瓷换能器的宽带匹配特性作了全面的分析表明：在不添加全通函数情况,Butterworth匹配定理涵有最低中心频率最大带宽和最大增益带宽乘积的优良匹配特性；当参数σ＜0．252时,在最低中心频率和最大增益带宽准则下,在电路中添加全通函数是无益的。     

金属多孔材料吸声板的优化模型

金属纤维多孔材料与一般纤维材料相比具有较高比强度的优点,其声学性质已引起人们的注意。本文试图从直通孔介质的吸声模型拓展到一般的刚性多孔介质,讨论金属多孔吸声板在液体介质中吸声的主要无量纲控制参数,从而建立一个基本的吸声优化模型。计算表明,通过适当选取参数,可以比较清楚地了解在特定频率范围内和不超过特定厚度的条件下吸声结构是否可以达到特定的吸声指标,也由此提供一个利用无量纲参数设计水下低频薄层吸声结构的模型。     

失配状态下的双线阵波束形成研究

基于双线阵在阵间距失配状态下左右舷分辨性能会急剧下降的事实,利用延时相加和延时相减两种波束形成方法,分别推导了理想状态下双线阵的波束形成和阵间距失配状态下波束形成的方向指向性函数；分析了理想状态下和阵间距失配状态下延时相加和延时相减两种波束形成方法的左右舷分辨性能。理论分析表明延时相减波束形成具有较好的左右舷分辨性能。最后用海试数据验证了理论分析结果的正确性。     

半无界分层介质表面任意面源激发的弹性波场

研究了半无界层状介质自由表面任意形状的面源产生的弹性波场。首先,我们将层状介质中的传递矩阵理论从二维推向三维空间,在频率域研究了任意面源激发的三维弹性波理论问题。然后,深入研究了Rayleigh波和Love波的激发与传播特性,发现Rayleigh波和Love波的传播速度在与自由表面平行的平面内与传播方位角θ无关,但其激发强度却强烈地依赖于传播方位角θ。最后,我们具体研究了矩形源、无穷长条形源和圆盘激励出的弹性波场,并通过数值计算给出了Rayleigh波和Love波的位移指向性分布图。     

电磁超声界面回波瞬时图谱分析与神经网络识别

针对钢板背后多层橡胶粘接结构,选择较佳实验频率值作为电磁声换能器的激励源频率。提取了检测回波的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率三种瞬时参数,将瞬时参数构成三维瞬时图谱定性识别不同粘接状态。将敏感时间窗内的平均瞬时参数组成特征向量,利用BP神经网络进行识别,对训练集与测试集的识别结果表明,该方法可以实现电磁超声界面回波的自动识别与分类,识别正确率不低于95%。     

用垂直阵和单水听器测量水下目标辐射噪声的误差分析及其修正方法

文章给出了水声波导模型下垂直阵和单水听器测量水下目标辐射噪声的误差和修正方法,以便使两种测量结果一致和统一。在设定典型水声波导的参数后,用波数积分方法计算出声源到垂直阵各阵元的信道传输函数,再推导出垂直嵌套阵聚焦波束的信道传输函数,从而得到单水听器和垂直嵌套阵的测量误差。数值计算表明在70 m海深条件下,不同深度单水听器测量单频信号频谱级起伏达15 dB以上,总声级测量误差的均值为3 dB,而垂直嵌套阵测量单频信号频谱级起伏仅4 dB,总声级测量误差的均值趋于0 dB。海上实验测量单频信号声源级的结果与数值计算的起伏一致,海试中垂直阵获得较高的空间增益。结论是在浅海条件下垂直阵的测量精度高于单水听器的测量精度,用单水听器测量的目标总声级需要修正时可以修正,而用单水听器测量的单频信号声源级则难以修正。     

载流弹性薄板结构吸声性能的研究

对弹性薄板吸声结构在水下的吸声性能进行了研究,推导了载流弹性薄板结构声阻抗的解析解。提出并计算了薄板结构的势能因子B_(nm)、动能因子A_(nm)和载流因子系数χ。得出薄板结构吸声性能严格的解析理论和幂级数近似表达式,本文获得的结果使薄板理论的吸声机理更加清晰,计算也更加简化。通过低频水声管对薄板结构进行了测试,测试结果和理论计算结果吻合得较好,验证了本文理论的正确性。     

自适应零限波束形成语音增强算法鲁棒性分析

分析了双传声器自适应零限波束形成语音增强算法对传声器不一致和本底噪声的鲁棒性。结果表明:信干比越高,算法对传声器不一致的鲁棒性越差;当信干比很低时,算法对相位不一致是鲁棒的。幅度不一致会降低算法对干扰的抑制能力,但引起的目标信号失真很小。相对于传声器不一致,本底噪声对算法性能的影响较小。对自适应滤波器权值加约束和对传声器做校准可以提高算法性能。     

近场头相关传输函数的测量与分析

设计了测量距离可调整的头相关传输函数的实验测量方法，并采用人工头进行近场头相关传输函数的测量，建立了高空间分辨率的近场头相关传输函数数据库，为进一步开展双耳听觉的研究和虚拟听觉的应用提供了数据基础。根据实验数据，初步分析了远、近场情况下，距离、仰角、方位角等参量对头相关传输函数的影响规律。