水声探测信号级仿真通用模型库设计

信号级仿真以其能更真实地模拟装备作战性能且可进行统计仿真等显著优点成为完成水下作战效能评估任务较为理想的平台之一,而诸如舰艇辐射噪声模型等水下作战实体的声学模型则是构成水下作战评估体系的基础。在对水下作战过程进行深入分析的基础上,设计了水声探测信号级仿真通用模型库。该模型库以鱼雷为声学模型,通过数据库将八类水下作战实体和环境模型进行分类管理,支持离线和在线仿真,模型库中的各模型均经过实测数据进行验证。该模型库的建成,为水下作战系统的总体设计、性能测试、方案验证以及声兼容性研究提供了工程化的研究基础和较为真实的试验环境。     

纤维爆炸索水下爆炸声信号特征的小波分析

为了研究纤维爆炸索爆炸水声信号特征,在获得水下爆炸压力测试结果的基础上,对其进行了声压级分析,并采用小波变换对水下爆炸信号进行了时频特性分析,讨论了水下爆炸声信号在各频段的能量分布状况。研究结果表明,纤维爆炸索水下爆炸具有很强的声功率,纤维爆炸索水下爆炸声信号能量主要集中在40KHz以内,尤以5KHz以下频带能量最高,如果作为水声干扰源,完全可以覆盖各类水声器材的各工作频段,或许能在水声对抗中发挥重要作用。采用小波分析可以对纤维爆炸索爆炸水声信号特性进行合理研究,达到准确分析信号特征的目的。     

光纤水听器研究进展

1引言 光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术基础上的水下声信号传感器.它通过高灵敏度的光纤相干检测,将水声信号转换成光信号,并通过光纤传至信号处理系统提取声信号信息.光纤水听器主要用于海洋声学环境中的声传播、噪声、混响、海底声学特性、目标声学特性等的监测.它既可用于海洋、陆地石油天然气勘探,也可用于海洋、陆地地震波检测以及海洋环境检测,它又是现代海军反潜作战及水下兵器试验的先进检测手段.     

基于MODAS产品的西北太平洋海洋水声环境实时动态估计研究

0引言海洋水声环境是海军舰艇及各型水下武器平台的水下导航、通信以及作战活动的主要背景要素,全面的认识和掌握海洋水声环境是军事水声对抗的物理基础。现有海洋水声预报产品大多基于往年历史统计资料,未能形成实时动态估计产品,未来数天内预报产品还处于空白状态。由于海洋浅海声速剖面受海水昼夜温差、季节温差、盐度变化影响较大,基于历史温盐资料的水声预报产品难以准确、有效的预报海区声速剖面,而海水中声速剖面     

基于标准声源的有限水域试验场声传播特性试验研究

舰艇噪声控制实验中,为保证模型和实艇的声学相似性,增大模型比例是关键,实际上,大比例舰艇模型的声学实验很难在消声水池中进行,因此,天然有限水域试验场成为首选。在有限水域试验场中进行大型复杂结构的水下声振试验,声信号测量和数据处理至关重要。天然有限水域边界条件未知,水文环境及声传播特性复杂,仿真难度高,增加了水声信号的处理难度。基于标准声源试验研究某有限水域试验场的声传播特性,实质上是把水下辐射声压级测量值归一到距标准声源单位距离处的声压级,采用AcTUP软件对试验场的沉积层声学特性和水位选取原则进行探究,并基于射线声学理论对声压级试验值和理论值的偏差进行非相干分析,从而得到试验场基本声学参数对声传播特性的影响规律。     

基于气枪声源的远程水声通信方法

提出一种利用气枪作为声源的远程水声通信遥控的方法,以扩大水下遥控范围,支持水下多平台、多节点协同工作。从气枪声源产生脉冲信号的声源级、频率和多次发射的一致性等分析了作为水声通信信号声源的可行性;高声源级、低频段保证了脉冲信号在水下可远距离传播;高一致性保证了气枪声源脉冲信号具有可编码性和高的检测正确率。针对指令级远程遥控信息传输需求,提出了时延脉冲编码方法和信号检测识别方法。针对不同水文环境条件进行了仿真分析,为实现远程水声通信遥控提供了一种可选的技术途径,支持水下远距离多节点协同工作。     

水声对抗仿真系统标准信号发生器研究和应用

水声对抗仿真系统中有大量的水声数据需要在不同的仿真节点进行处理,这些数据如果分别在各自节点产生然后通过网络传输送处理被证明是不可行的.根据"信号产生异地化"的思想,构建了独立的信号发生器并嵌入各声节点中.本文详细描述J水声对抗仿真系统中标准信号发生器的研究和设计.     

水声对抗仿真系统标准信号发生器研究和应用

水声对抗仿真系统中有大量的水声数据需要在不同的仿真节点进行处理,这些数据如果分别在各自节点产生然后通过网络传输送处理被证明是不可行的.根据"信号产生异地化"的思想,构建了独立的信号发生器并嵌入各声节点中.本文详细描述J水声对抗仿真系统中标准信号发生器的研究和设计.     

水下声学超材料研究

声学超材料在空气中应用的研究已经很多,通过对其声学负参数的研究可以实现负折射、声隐身、波束控制以及超分辨成像等功能。声学超材料在空气中的良好应用也让更多的研究者们聚焦水下声学超材料(简称水声超材料)声聚焦、声透射等的研究,其在水下的研究涉及到流固耦合以及模式转换的影响,会更加复杂。水下研究的主要难题有尺度大、低频性能差、不耐静水压力等,针对此类问题,国内外研究者做了很多相关工作。水声超材料的发展历程经历了多个阶段。经典的局域共振型水声超材料的一系列优化措施是对实现水下宽带、低频吸声的探索;超晶格超表面复合结构的声二极管对实现噪声控制、声学通讯、目标探测等起到重要影响;其他比如水声隐身斗篷、水声学棱镜等应用也具有不错的前景。由此可见声学超材料在水下的研究潜力是巨大的。     

珊瑚型环礁斜坡地形水下声传播特性分析

从岛礁斜坡地形条件下的声信号衰减和地形阻断效应分析出发,重点针对水下声场分布规律及其对声传播造成的影响开展研究。利用水声模型理论,结合某礁实测地形以及水文数据,建立岛礁斜坡地形下的多途声信道模型,基于Bellhop与RAM声学仿真方法,对不同地形下的声线轨迹、声传播损失以及信号时延等声场特性进行仿真分析,得出岛礁斜坡地形下的声场分布特征。研究结果表明：（1）岛礁斜坡地形是影响其声传播模式的关键因素;（2）斜坡外缘浅海区域的目标不易被岛礁斜坡顶端的声呐所探测; （3）陡坡地形对浅海声源的声传播有利,当声源深度足够大时,缓坡地形下的本征声线数目能够达到在陡坡地形下的5倍,对声传播有利。以上研究结果可为岛礁区水下声场的特性分析以及水下声学对抗等实践应用提供理论基础和技术参考。     

水声对抗系统中声诱饵仿真研究

声诱饵作为一种软对抗的水中兵器，其性能和使用方法对最终的对抗效果有着重要的影响。文章对声诱饵进行了声学性能和使用方法的仿真研究，并结合具体的仿真系统给出了一些仿真结论，对型号的研制和武器的使用具有一定的参考价值。     

水声材料声学参数及其声管测量方法

简要阐述了水声材料产品研制过程中水声材料及其声学参数测量的重要意义和存在的问题,详细论述了水声材料声学参数分类及相应的测量方式,归纳了脉冲法、驻波法和行波法声管各自的测量原理和适用的条件,以及声管测量技术的发展趋势,最后总结了通过声管测量水声材料声学参数时,对测量声管和被测量样品的一般要求。     

New concepts and their applications in underwater acoustic warfare simulation system

An underwater acoustic warfare simulation system (UAWSS) with a structure of high level architecture (HLA) is studied based upon a previous research project. With the experience and lessons learned, some new concepts are adopted in the implementation of UAWSS according to the essence of simulation and the objective of the system, among which are simulation synthetic environment, signal processing at other simulation nodes, decomposition of underwater sound channel, channel varying law and rules on system and parts evaluation, etc. Applications of these new ideas show that they are effective.     

Electroacoustic evaluations of 1-3 piezocomposite SonoPanel(TM ) materials

An advanced configuration 1-3 piezocomposite, designated by its manufacturer as SonoPanel(TM), has been investigated for potential underwater acoustical applications. In-air electromechanical characteristics and in-water acoustical properties of the SonoPanel(TM) were experimentally examined. The in-air impedance measurement results showed the existence of parasitic modes in the composite panel in addition to the expected thickness mode. This modal behavior is identified to be related to the piezocomposite structure. In-water acoustical properties of the new 1-3 piezocomposite panels were investigated as a function of temperature, hydrostatic pressure, and frequency. The effect of underwater explosive shock on the acoustic responses showed no detrimental effects in mechanical structure or acoustical performance of the piezocomposite panel. Linearity with electrical drive level and hydrostatic pressure stability of the 1-3 piezocomposites also were established. These results suggest that the SonoPanel(TM) piezocomposite material is potentially useful for underwater acoustical applications, particularly in applications in which large area coverage is desired.     

水声干扰器干扰效果参数级建模与分析

水声干扰器作为一种水声对抗器材,对声呐具有干扰压制作用。借助声呐方程,针对声呐的主、被动工作方式分别建立了干扰器干扰效果参数级模型,分析计算了探测距离衰减率和压制扇面,最后给出了仿真分析实例。提出的参数级模型分析法是一种快速有效的衡量干扰器对声呐干扰效果的方法,可为干扰器对抗作战策略提供一定指导意义。     

非高斯水声瞬态信号双通道Power-Law检测

根据水声瞬态信号的特点,在分析能量检测和高阶谱检测的特性基础上,研究了基于能量检测和基于高阶谱的Power-Law检测方法,将上述两种检测器联合构成一种双通道Power-Law检测器,更好地利用了水声瞬态信号中的统计信息。通过计算机仿真试验,证明了该检测器的有效性,它能在更大程度上适应复杂水声环境变化的要求,改善和提高水声瞬态信号的检测性能。     

OFDM技术在认知水声通信系统中的应用

随着对水下通信速率要求的提高和水下通信用户的增加,实现高速水声通信和对水下频谱资源的有效共享成为了水声通信的研究热点.认知水声通信系统为解决频谱资源共享提出了新的思路,而OFDM技术又具有频谱利用率高、通信速率快、频率选择灵活等优越性能.在阐述两种技术各自优势的基础上,指出了OFDM技术应用于认知水声通信系统的可行性,提出了一种基于OFDM技术的认知水声通信系统的设计方案,并给出了系统框图及仿真结果,验证了基于OFDM技术的认知水声通信系统的可行性和有效性.     

压电水声换能器的声学特性分析

压电水声换能器是一种既能作为驱动器又能作为传感器工作的水下探测装置。准确预测其在嘈杂水下环境中的声学特性对设计出坚固耐用的换能器是十分重要的。有限元方法对分析换能器在不同环境中的各种性能十分有效和实用。建立了一种Tonpilz型换能器的二维轴对称有限元模型,设计了基于有限元方法的程序,对其进行了动力学分析,包括模态分析和谐响应分析等,获得了一些声学特性。该程序分析的结果与ANSYS软件分析的结果显示出较好的吻合性。     

基于卡尔曼滤波的时变水声信道估计

为了能同时利用时变水声信道的簇状稀疏特性和时间相关性,构造了一种时变水声信道模型,并基于该模型对传统的卡尔曼滤波压缩感知算法进行改进。该方法主要利用前一时刻估计的信道状态响应来确定当前时刻信道的候选支撑集,并以此构造时变水声信道的状态转移方程。通过卡尔曼滤波迭代的方法计算候选支撑集上的系数,最后通过阈值法滤除误差原子。仿真结果表明：该方法能有效地利用水声信道间的时间相关性来提高信道估计的性能,同时由于水声信道存在簇状稀疏特性,因此经该方法也具有一定的鲁棒性。