浅海脉冲声传播及信道匹配实验研究

进行了浅海声信道中低频脉冲压缩和信道匹配的理论和实验研究。实验中通过脉冲压缩,实现了超过110 km的高信噪比信号接收,信噪比时间增益与理论分析结果一致;信道实测时间相关半径超过了500 s;信道匹配处理提高了实验脉冲信号检测信噪比(信道匹配增益),基本消除了多途对脉冲信号检测信噪比的影响,且信道匹配增益可以进行理论预报。实验表明,脉冲压缩可有效增加浅海低频声脉冲的传输距离,信道匹配可用于消除多途对脉冲信号检测信噪比的影响。     

声载波无线电能传输的自适应负载匹配

该文提出了一种可以实现动态阻抗匹配的交直流转换电路及自适应阻抗调节算法,通过可调电容矩阵和可调电感的共振作用实现阻抗匹配,并利用改进的梯度下降算法实现了元器件参数的动态调整,提高了声载波无线电能传输系统在实际应用中的驱动效果和适应能力.研究对提出的电路结构和算法进行了模型仿真,并分析了不同负载接入时系统阻抗的变化及其动...     

菲律宾海声传播信道时空相关性变化实验

声传播信道的时空相关性变化主要由信道多途结构的时空变化所决定。一般深海声传播信道由于受海底底质影响小,多途结构相对较为简单,比较容易实现深海信道的修正匹配.本文利用拖曳式低频宽带大功率发射换能器,发射线性调频脉冲信号,在接收端利用拷贝相关和脉间相关处理,得出信道的时空相关性变化。由于采用了宽带长脉冲信号,经过处理后减少了噪声于抗的影响.实验结果证实:信道的时空相关性主要由信道的多途结构及其时空变化决定.信道的相干部分约占全信道的40%.本文的实验结果对深海信道的修正匹配研究有一定参考价值。     

随机海洋声信道下的噪声场时空相关函数

本文把传播的随机时变网络模型用于水声信道,建立了噪声辐射场的时空相关函数的一般表示式。讨论了时变、多径、色散水声信道下噪声场时空相关函数的时变、起伏与衰落。     

用脉间相关法测量海洋声信道的时变特性

本文提出一个研究海洋声传输信道随机时变特性的脉间相关法。导出了周期脉冲经声信道传播的脉间相关函数的表达式,给出了声传播信道和固定目标反射信道脉间相关系数的测量结果,并对信道模型和测量结果作了初步分析。     

利用目标信道特性约束的信道匹配检测算法

浅海有源声呐的探测性能主要受到多途扩展以及混响干扰的影响。为了提高声呐系统的检测性能,根据双扩展信道匹配原理,结合混响信道与声呐目标信道特点,提出了一种基于回波特性约束的信道匹配检测算法。该算法通过最小二乘匹配追踪算法估计信道稀疏响应,并根据混响和目标信道的扩展差异,通过约束目标信道扩展对稀疏信道响应去冗余,得到更精确的目标回波信道响应。利用该信道响应进行信道匹配检测,可以进一步提高信混比处理增益。数值仿真结果表明所提算法可以有效汇集多途信号能量并抑制混响干扰,提高声呐系统的检测性能;海试数据处理结果显示,在试验信道条件下,所提算法处理结果的峰值信混比,与匹配滤波相比提升约7~12 dB,与传统自适应相关器相比提升约6~7 dB。     

海洋湍流信道中因斯-高斯光束及信号传输特性实验研究

因斯-高斯（IG）光束在复杂信道传输中具有较好的抗干扰能力。为此设计并搭建了基于模拟海洋湍流信道的激光通信实验平台,详细研究IG光束在海洋湍流信道下光束信号的传输及通信特性。首先实验对比研究了不同海洋湍流强度条件下,IG光束和高斯光束传输后的光强闪烁指数、质心漂移和探测器接收功率情况;其次通过调制0.5～3 MHz频率的方波信号,进一步研究两种光束传输后调制信号波形失真特性;最后进行IG光束和高斯光束的7.5 Mbit/s通信性能对比实验。实验结果表明：IG光束的闪烁指数、质心漂移、功率抖动均优于高斯光束,且随着海洋湍流强度增加,IG光束闪烁指数和质心漂移改善能力增强,功率抖动改善能力降低。在不同模拟海洋湍流中,相同频率的IG光束调制方波波形失真度整体低于高斯光束。在误码率为3.8?10-3（前向纠错阈值）时,IG光束在不同注水高度信道、不同温度信道和不同盐度信道中的通信性能比高斯光束分别提高了0.8 dB、4 dB和2.5 dB。该实验结果可以为IG光束应用于水下激光通信提供参考。     

水声通信实验信道仿真研究

水声信道的时变多途特性对其中通信信号传输构成严重影响，为了分析评估现实实验信道条件下水声通信系统的性能，给出了一种基于实验测量的水声信道仿真方法。此方法通过发射线性调频脉冲以检测信道多径结构，同时分别采用自回归模型与多普勒时间压扩来仿真信道中各路径的时变幅度与时变延迟。通过一个具体的直接序列扩频水声通信系统，表明在仿真与实验信道条件下系统性能具有较好的一致性。     

自适应多光谱光声成像技术研究

光声成像技术是利用激光照射组织产生超声波成像的新型医学影像技术.在传统光声成像中,由于组织体内复杂的成分与环境会对入射光波产生较大的扰动而导致波前畸变、图像分辨率下降,从而降低诊断的准确性.为了克服这一影响,本文提出了一种自适应多光谱光声成像技术.该技术利用自适应光学技术可有效地降低组织对光波扰动的影响,提高系统成像分辨率与图像对比度.此外,该系统还融合了多光谱成像技术,可在多种波长下对目标成像,从而更好地进行组织结构识别、组分分析等.实验结果表明,该系统十分适用于复杂的生物组织光声成像,可极大地增强光声成像性能,在生物医学领域具有广阔的应用前景.     

行波热声发动机驱动制冷机的匹配研究

本文使用RC负载法首先在不同压比下对发动机的输出声功与负载之间的匹配关系进行了深入研究,研究表明发动机存在高效区和效率低下区.针对行波热声制冷机的阻抗进行了分析,发现由于制冷机阻抗处于发动机的效率低下区,使得发动机输出效率很低,从而导致整机效率低下,其中在发动机和制冷机之间的1m长连接管起到了调节负载阻抗和放大声压的作用,但其调节作用有限.     

MPSK调制系统中的自适应信道估计

本文研究了在MPSK调制方式下,不发送训练序列的直接判决自适应信道估计问题。为提高信道估计性能,提出采用软判决鉴相估值来调整加权最小均方（WLMS）和加权递归最小二乘（WRLS）自适应算法中的权值来进行信道估计,并研究了改进的软判决WRLS算法。结果表明,软判决加权LMS算法比一般LMs性能有很大提高,改进的软判决WRLS算法估计性能优于加权RLS算法。     

匹配追踪说话人自适应方法

针对现有子空间自适应方法无法确定最佳说话人子空间的问题,提出一种基于匹配追踪的说话人自适应方法。将说话人自适应视为一种高维信号的稀疏分解问题,利用本征音和参考说话人超矢量的各自优势联合构造说话人字典;依据匹配追踪原理,通过迭代优化,以后验方式确定最佳说话人子空间维数及其基矢量。引入冗余基矢量检测与去除机制以保证算法的稳定性,并通过快速递推算法得到新说话人坐标。基于汉语连续语音识别的有监督说话人自适应实验结果表明,与本征音及参考说话人加权方法相比,平均有调音节正识率相对提高了1.9%。     

大气到海洋激光通信信道仿真

详细分析了蓝绿激光穿过大气海洋信道的信道效应和物理特性,利用理论分析和蒙特卡罗模拟方法完成对光信道仿真。介绍了大气海洋激光通信蒙特卡罗模拟方法及计算步骤。研究了不同厚度云层对光束投影面积的展宽,和光脉冲穿过不同深度海水后的空间分布和时域信号波形,讨论了其不同的展宽机理,并对信道的噪声分布进行了分析。发现云层对光脉冲展宽作用在云层厚度500 m时达到饱和,信号能量的随机起伏随海水深度的增加而增大,但能量分布的半峰全宽并不增加,大气海洋的综合信道效应可以用时延滤波器进行建模。     

波阵面声定向的实验研究

本文介绍了平面波近似声定向方法的实验研究。它是以三元子阵为基础,从波阵面出发,从而得到一组定向结果。这种解法繁简适中,处理过程规则,便于一般数字处理系统采用。特别由于次声波传播很远,而中间介质状态很难精确知道,因此本法常常获得较好结果(相对更精确方法而言)。
文内还给出了这种方法应用的具体试验结果。即使在平面声波条件不甚满足的情况下,其定向的相对误差也只有3.3%。     

浅海温跃层声散射实验研究

本文给出１９８８、１９８９和１９９２年夏季南黄海海域三站位（水深３４米、４４米和３９米）处的温跃层声脉冲反向散射实验结果。实验用窄带脉冲声源的中心频率分别为１２０ｋＨｚ、１６０ｋＨｚ和２００ｋＨｚ。实验过程中同时用ＣＴＤ仪昼夜分段记录温、盐、深参数和分层拖网采集浮游生物样本。作者根据Ｒ．Ｋｉｎｄ关于平面波在任意分布不均匀层系上反射系数谱的计算方法，求出以实测温、盐垂直分布构成的不均匀层系上反射系数谱，得到跃层散射在时域上的数值模拟散射信号，与海上实测记录在时域和幅度进行对比。三年同期重复实验结果表明：实测跃层散射波到达接收点的时间与按温度剖面所做数值模拟计算结果相符。浮游生物样品分析数据与声信号记录看不出确定的对应关系，说明声散射主要是海水介质的物理不均匀性引起。     

光声效应的实验研究

通过控制变量法,探究了影响光声效应的相关因素,并通过Cool Edit Pro V2.1声音分析软件将其收录的声音进行了定量测量和研究,实验测量结果与理论解释相符合.     

光纤声传感器的实验研究

采用Y型光纤传感探头结构设计了反射式光纤声传感器.该传感器利用反射式强度调制方式实现声音对光的外调制,在完成声光转换的同时可对音频信号进行滤波处理.根据薄膜振动理论分析了弹性膜片的固有频率和基频.对光纤声传感器系统的测试结果表明,输入电流超过40 mA后,发光管的发光功率与输入电流呈良好的线性关系.     

热声制冷的实验研究

自行研制了热声驱动脉管制冷机实验台,着重研究了加热温度、平均工作压力、小孔开度、工质各类等因素对脉管制冷机性能的影响。初步实验表明,以氮、氦及氦和氩混合物（氦占94％）作工质,分别获得了234.5K、179K及165K的无负荷制冷温度,此外,本文还指出了进一步改进方向,具有一定参考价值。     

高强声下驻波声流特性的实验研究

利用流动显示的方法研究了高强声驻波管中的声流特付。结果指出,在高强声下(声压级大于160dB),驻波管中的声流特性与一般意义上的驻波声流特性差别很大。对该现象的认识有助于进一步了解高声强下的非线性效应。     

八信道WDM色散补偿的实验研究

研制了一种啁啾的多波长光纤Bragg光栅 ,波长、波长间隔符合ITU T标准 ,利用这种多波长啁啾光栅可以同时对多信道波长进行色散补偿 ,这种啁啾的多波长光纤Bragg光栅能滤除反射峰之间未用波长范围内的放大器的自发辐射噪声 (ASE) ,并进行了 8× 10Gb/s 10 2km色散补偿实验 ,各信道补偿一致性很好。