水声

摘要： 他的名字“莪”(é)出自《诗经·小雅》——莪是一种生长在水边的多年生草本植物,生命力顽强。诗以“莪”之茂盛,意指人才的成长。大概是命中注定,杨士莪毕生研究的领域的确与“水”密不可分。他是中国水声科学的奠基人之一,是中国著名的机械与运载工程专家,为中国水声学科建设、决策作出了突出贡献。

摘要： 他,创建了我国首个理工结合、覆盖全面的水声专业,为我国水下设备装上“耳朵”和“眼睛”,筑牢“水下国门”。他,一生把大海倾听,在深蓝大洋上开垦,让中国的耳朵听懂大海的呼唤。他就是我国水声科技事业重要的开拓者杨士莪。

摘要： 针对空动目标参数的水声探测,建立空中运动目标激发水声信号的瞬时频率模型和运动目标参数测量模型,首先采用分段互谱密度方法测量瞬时频率,然后采用局部线性化方法测量目标速度、通过时刻、水平距离等参数.最后,仿真分析与实验结果表明:测量精度受到噪声、采样时长、目标速度、水平距离等多种因素影响,当水平距离与速度的比值在10?15范围内时,测量精度较高;在仿真条件下,速度和距离的测量精度优于3.6％,通过时刻测量精度达到0.48 s;在实测条件下,两次实验数据得到的目标速度精度分别为7.5％和8.9％,距离精度分别为16.0％和20.3％.仿真和实测结果说明本方法的正确性和可行性较高.

摘要： 大自然的声音疗愈身心生活在纷繁的噪声中越久,就会让人越发向往田园生活。近日,美国科罗拉多州立大学领导的研究发现,自然界的声音最能让人放松。研究人员对美国68个国家公园内251个地点的声音进行了研究,比较鸟鸣声、水声和混合声3种自然声音,结果发现,与噪声有害健康相反,自然界的声音有助心理健康,其中,水声对改善情绪最有效,鸟声则与减少压力和烦恼有关。

摘要： 声音伴随大多数人的一生,能对身心产生一系列影响。利用好声音,能够开启健康的大门。生活在纷繁的噪声中越久,就会让人越发向往田园生活。近日,美国进行了研究,比较鸟鸣声、水声和混合声3种自然声音,结果发现,与噪声有害健康相反,自然界的声音有助心理健康,其中,水声对改善情绪最有效,鸟声则与减少压力和烦恼有关。

摘要： 主要论述涉水振动和噪声控制橡胶涉及的有关原理及相关技术,包括衰减共振、隔离高频振动、附加阻尼处理、噪声控制(相对于减、隔振和附加阻尼处理)与水中应用橡胶的关系和相关影响.

摘要： 主要论述涉水振动和噪声控制橡胶涉及的有关原理及相关技术,包括衰减共振、隔离高频振动、附加阻尼处理、噪声控制(相对于减、隔振和附加阻尼处理)与水中应用橡胶的关系和相关影响.

摘要： 海洋环境大动态变化特性导致水声信道复杂的时-空-频变,传统水声通信技术难以有效地与之自适应匹配.目前仍无法研制出一种能在各类海洋环境下均满足水声业务指标的水声通信机,更难以在全天候条件下实现大规模、稳健可靠的水声通信组网应用.近年来,人工智能和大数据的迅速发展,为突破传统水声通信技术瓶颈、建设海洋物联网带来新思路.本文对国内外利用人工智能技术解决水声通信难题的研究状况进行了概述,结合水声信道特性梳理了水声通信领域应用人工智能技术的主要思路,围绕人工智能技术从水声通信物理层和网络层两方面进行归纳,最后对未来的人工智能与水声通信交叉研究进行总结展望.

摘要： 反卷积波束形成技术是一种可以同时获得窄波束和低旁瓣效果的稳健高分辨波束形成方法,其在等间距声压线阵、矢量阵和圆阵中的应用效果已经得到验证,表现出了稳健的高分辨处理性能.为了将该技术更好地运用到水声阵处理中,本文对多种水下常用阵列形式的波束形成卷积模型进行了分析推导,将其按照卷积模型类型进行了分类综述,并将其划分为波束图(也可以被称作阵列的点扩散函数)移变阵列和波束图移不变阵列.总结了移不变和移变模型阵列的反卷积波束形成典型求解方法,并给出仿真结果.结果表明:圆阵、均匀声压线列阵、非均匀声压线列阵均是一维移不变阵列,平面阵是二维移不变阵列,矢量阵和共形阵是移变阵列.

摘要： 针对常规波束形成运用到共形阵列时旁瓣水平高的问题,通过分析实际共形阵列布阵和接收特性,将凸优化技术与陈列信号处理技术相结合,提出2种加权向量范数约束二阶锥规划(Second Order Cone)方法:一种是旁瓣最低主瓣最小加权CBF法;另一种是给定旁瓣级的高增益加权CBF法.仿真和外场试验结果表明,在主瓣保持不变情况下,该方法比Capon波束形成和其他方法压制的旁瓣级更低,而相同旁瓣级压制的情况下该方法阵增益更高.

摘要： 吸声降噪是人们普遍采用的降噪方法。叙述了空气声以及水声吸声材料的种类、性能特点,改善材料吸声性能的方法,以及吸声材料的研制现状与发展趋势。

摘要： 水声信道传输特性对水声通信系统的性能有着重要的影响.由于海洋水声信道参数的现场测量需要耗费大量的资源,近年来信道仿真技术已成为通信系统中重要的设计和分析工具,也引起国际水声通信研究领域的高度重视.本文针对浅海水声信道的多途物理特性,基于射线理论建模,采用Matlab对水声信道传输特性进行仿真.

摘要： Turbo码自1993年被提出以来[1],由于其接近Shannon限的优异性能,一直受到人们的重视,在各种信道中均有大量的研究报道[1,2],但这些研究大多假定采用PSK调制方式.水声信道是一复杂的时-频-空变随机信道,它具有强多途、多途时延拓展宽和频率选择性衰落等特点,因此要在这样一个信道下实现数据的可靠传输是极具挑战的一个工作.目前,国内外已经研制出的军用或商用水声modem大都采样FSK调制方式,而采用PSK调制方式的尚在研制[3]. 基于Turbo码编/译码原理和水声跳频通信的基本理论,本文介绍了水声跳频通信系统中Turbo码的一种实现方法,并用C语言仿真研究了其性能,结果表明:存在3途严重干扰的水声跳频通信系统中,Turbo码具有良好的译码性能.

摘要： OFDM的基本原理是将高速率的数据流分解成多路低速的数据流,然后在多个子载波上同时进行数据传输.由于数据被分解到多个低速的子载波上进行并行传输,所以数据符号持续时间变长,减少了由于多途时延弥散所引起的码间串扰的影响. 扩频通信的基本原理是将低速率的信息码(所占带宽相对较窄)用高速率的扩频码将其频带拓宽,这样信息码所包含的加性噪声,包括一些突发干扰的频谱同样受到扩频码拓宽,在接收端经过解扩和带通滤波(其带宽与信息码频带相应),就将通带外的噪声与干扰大部分滤除掉,其信息传输过程还是按扩频码的速率进行,也就是说传输码片的宽度接近于扩频码带宽的倒数. 因为扩频码是以较窄的扩频码片传输,所以当多途时延弥散超过码片宽度时,扩频码会受到码间串扰的影响.扩频通信是以降低传输率(在可用带宽一定时)来获取扩频增益,比较适合在远距离低速率的水声通信中传输信息.国外文献报导在深海(深度200m)通信距离达到500多公里[2].国内试验大多在浅海(深度70-80m),受海底影响要严重一些,有比较复杂的多途结构.多途弥散是水声通信中造成码间串扰的主要原因.在这种情况下如果结合OFDM技术,系统性能会有一定的改善.本文包括水声扩频通信中OFDM系统的应用和一些海试结果的比较.

摘要： 水声目标识别的意义重大,它可以为战场态势评估和威胁判断提供依据,提高舰艇平台生存和攻击能力.随着海军装备的发展,目标识别的研究也从单一声纳阵列目标跟踪波束时频信息识别扩展到多阵声纳多信息识别[1].多传感器可以提供包括目标方位、距离、跟踪波束、能量、目标主动寻的信号等多种信息.多阵多声纳所提供的各种信息,由于海洋环境复杂、观测平台运动、信号处理模型误差等因素的影响,会导致获取的目标特征具有不确定性甚至会相互冲突,影响到识别的效果,因此需要通过有效的识别框架解决数据融合问题.本文研究了加权证据组合推理算法和相容数据结构的融合识别框架.

摘要： 除了城市中的无线通信和室内的无线局域通信网,水声信道是另一种具有丰富散射的环境,因此在发射和接收端同时使用多个阵元的MIMO技术在提高水声信道的频谱效率方面具有很大的潜力,然而到目前为止,关于水声MIMO信道容量的研究还很少见到.从[1]-[3]可以看到,在平坦的Rayleigh衰落环境中,当所有收发阵元对间的传播系数相互统计独立时,理论上MIMO通信系统的信道容量随着收发阵元数的增加而线性增加,因此MIMO技术已经引起了无线通信行业的广泛关注.在[4]中,通过现场测量研究了发射功率和信号频率对某种典型浅海水声MIMO信道容量的影响,然而通过这种方法得到的结果只能应用与某种特定的环境和阵形结构,对于研究信道参数对MIMO信道容量的影响很不方便.因此本文将对低声速海底和高声速海底这两种典型的浅海水声MIMO信道容量采用简单的简正波模型进行研究初步的研究.

摘要： 电火花声源是一种新型的水下短脉冲宽带声源,在水声研究领域还没看到有应用和研究的资料.本文概述了可在水声领域使用的,频率在1kHz以上大功率电火花声源的研制情况,对其性能进行了海上实测,并成功应用在宽带反射特性的测试和分析中.

摘要： 在兵器试验中,确定实验靶弹的落点是一项非常重要的工作.提出一种水上靶弹落点定位技术,研究了基于到时测量的多传感器水上落点空气声和水声联合被动定位方法,并对定位误差进行了分析和数值仿真.该方法从传感器测得的目标落水信号到时得出目标落点位置测量方程,根据空气声和水声多个传感器得到的目标落水到时数据计算目标落点在水面的准确位置.研究结果表明,该落点定位方法是可行的,空气声和水声联合定位提高了定位精度,有一定的实用价值,可直接用于地面落点目标的定位.

摘要： 在水声信号处理过程中,有来自外界的各种噪声干扰,其中尤以工频干扰最普遍[1],当被检信号愈弱,频率越接近,干扰就越加突出,因此有效的抑制50Hz工频干扰使人们长期研究的问题.偏相干分析法[2][3][4]是最近发展起来的一种有效的分离技术,它处理的对象是一组相互统计独立的信号源经线形组合而产生的混合信号,最终从混和信号中提取出各个独立的信号分量.本文结合20世纪90年代发展起来的偏相干分析法,提出了基于偏相干思想的频域工频干扰消除新方法,较好地解决了工频干扰的去除问题.

摘要： 在许多难以大规模成阵的水声应用场合,可以考虑运用少量甚至单矢量水听器拾取水声信号.应用单矢量水听器,平台噪声或多目标干扰是影响检测性能的重要因素.而待检测目标与干扰目标的有效频段往往重叠在一起,这就需要研究频谱重叠的一般宽带目标的分辨与跟踪问题.有作者利用了目标辐射噪声的LOFAR谱或Demon谱成分;有作者解声压振速的高阶矩非线性超越方程组[1];本文作者运用子空间旋转和空间匹配滤波分离与跟踪宽带双目标[2]. 实际水声信号和水声信道是复杂多变的,这就非常需要较少依赖先验信息的、任意带宽而稳健的双目标分辨方法.可逆跳马尔可夫-蒙特卡洛(RJMCMC)方法近年引入到声压阵列信号处理领域,它可以联合估计目标个数、DOA、波形,性能高而可靠[3].理论证明只利用二阶统计特性,单个矢量水听器最多可以分辨2个不完全相关的目标.本文将RJMCMC方法应用于单矢量水听器双目标分辨,可以发挥二者的长处.

摘要： 本发明公开了一种利用水声信道多径效应的水声通信接收机的实现方法，方法包括：在正交频分复用多载波技术的基础上，利用多路径效应基于时间反转层‑批归一化层‑卷积层组成的神经网络模型进行时间反转信号处理和特征提取，以此作为通信系统的接收端；通过全连接层实现网络的最终输出；在训练阶段，以提取和学习输入特征，通过最小化损失函数推断接收信号和二进制数据之间的关系；在测试阶段，将接收到的信号输入到训练后的网络模型中，恢复出二进制数据。本发明提高了水声通信接收机的性能，能够适应不同的水声信道环境。

摘要： 本申请涉及一种水声信道估计方法、系统、水声设备和存储介质。所述方法包括：接收水声信号，将所述水声信号转化为第一信号，对所述第一信号进行降采样处理，获得第二信号，所述水声信号为带通形式；将所述第二信号进行分组，获得第三信号；逐一将每组所述第三信号的带宽降采样到基带信号的带宽，获得第四信号；对所有所述第四信号利用压缩感知的稀疏信道估计算法进行估计，获得估计信道信号；将所有所述估计信道信号通过交叉排列重构，获得信道信号，采用本方法能够通过分组、降低采样可以完成基带采样点以及两个基带采样点之间的信道评估，提高了信道评估的准确度，且使用压缩感知技术可对宽带信号进行信道评估。

摘要： 本发明公开了一种水声信号的识别方法与水声信号识别模型的训练方法。该水声信号的识别方法，包括：获取水声信号；利用小波散射变换模型，提取所述水声信号的小波散射特征；基于已训练神经网络模型识别所述小波散射特征，得到所述水声信号对应的目标对象。

摘要： 本发明公开了一种水声目标识别模型的训练方法及水声目标识别方法，其中训练方法包括：获取多幅水下声波图像及其对应的标注图像；确定水下声波图像的特征向量及标注图像的特征向量；对水下声波图像的特征向量进行方差预测，将方差输入至对抗生成网络的噪声生成器中，得到幅度服从瑞利分布的对抗噪声；根据对抗噪声和水下声波图像的特征向量确定对抗例；将对抗例和标注图像的特征向量输入至对抗生成网络的噪声判别器中，训练噪声生成器的参数和噪声判别器的参数。本发明采用基于对抗生成网络构建的自适应无监督噪声生成网络生成对抗例，实现自动添加噪声的功能，使得水声目标识别模型的可泛化性及噪声攻击的鲁棒性得到大幅提升。

摘要： 本发明公开了一种基于水声目标敏感差异特征提取的水声目标辨识方法，通过采用提升小波算法完成对辐射噪声原始信号的去噪预处理，解决了强海洋背景干扰下辐射噪声能量微弱问题；通过采用基于GWO的参数优化VMD方法对水声目标辐射噪声原始信号进行特征提取，克服了传统信号处理方法特征提取困难等问题，并解决了人为随机设定VMD算法参数不可靠问题；本方法综合考虑了每个IMF的有用信息，并采用了特征距离评估技术对各特征集进行特征筛选构建了辐射噪声信号敏感多域特征集，在表征水声目标特性方面更有优势，进而可以实现对水声目标更为准确且高效的分类辨识，因此该方法在水声目标辐射噪声差异特征提取与智能分类辨识方面具有良好的应用前景。

摘要： 本申请涉及一种基于水声通信与水声定位的信号传输方法及系统。所述方法包括：接收控制终端发送的控制指令，基于控制指令生成第一通信信号，利用水声通信将第一通信信号发送至水下信标端，水下信标端将第一通信信号发送至水下载具，水下信标端获取水下载具反馈的状态信息生成第二通信信号，水下信标端将第二通信信号和水下信标端的定位信号进行融合并将融合信号发送至水面主机端，水面主机端解析融合信号，得到水下载具的状态信息和水下信标端的位置信息。本申请可以实现定位数据在声学通信传输时同步解算，在数据通信过程中，同时得到水下目标的状态信息和位置信息，使得获取水下的信息更全面及更有效率。

摘要： 本发明公开了一种基于单片机和水声换能器的水声通信方法，属于水下无线传感器网络通信技术领域，主节点在换能器每次开启时发送一个超声波脉冲，用定时器控制换能器打开关闭的时间间隔将信息进行类MFSK调制；主节点采用不同于其它信息位的载波频率广播节点信息获取信号；子节点捕获超声波脉冲并解调；子节点按照节点编号数值依次返回基本信息；主节点采用不同载波频率分别传递节点缓存区清空位、编号信息、字符信息、字符停止位和信息停止位，然后子节点将信息传递给上位机；本发明在水下通信过程中充分发挥水声换能器的性能，传输信号强度大，抗干扰能力强，传输距离远，完成较大数据包的传递和多节点通信，且编码方式更灵活。

摘要： 本发明公开了一种水声管注水除气装置及水声管注水除气方法，水声管注水除气装置包括：上管体，固定设置在支架上，上管体的底端具有收紧部，收紧部的自由端面沿其径向设置有至少一个导流环槽，上管体的管壁上设置有一个能连通至少一个导流环槽和第一管路的第一导流通道；下管体，顶端具有扩张部，且收紧部能插入扩张部并围成测试腔，下管体的下端管壁上具有能连通测试腔和第二管路的第二导流通道；水声换能器，固定设置在下管体的底端以阻止测试腔中的液体流出；多个水听器，沿测试腔的轴向间隔设置；升降机构，设置在水声换能器的底端且能改变上管体和下管体之间的开合关系；第三管路，一端设置在上管体的顶端，另一端能与第一管路相连通。

摘要： 本发明属于水声技术领域，具体涉及一种实现水声调控的反射型水声超表面设计方法。基于声表面阻抗边界条件，采用拓扑优化方式设计实现理论声表面阻抗的水声超表面单元，并在拓扑优化框架中引入水声超表面单元振动耦合的限制，非常有效地降低了超表面固体振动的耦合，保证水下声学超表面设计的有效性，从而实现水下反射声场的调控。本发明提供的设计方式，无需人工参与，可以实现按需定制，水声超表面单元的可替换性强，设计的水下声学超表面调控方式灵活，为水下声学超表面的设计提供新的方案，可促进水声超表面在各种精细和复杂的水下声场控制中的实际应用，在海底资源勘探、声学粒子操纵、医学全息成像等工程领域具有重要的应用价值。

摘要： 本实用新型属于水声换能器领域，具体是一种宽波束水声换能器及含该换能器的水声收发装置，所述宽波束水声换能器包括外固定架和两个相同结构的换能单元，两个相同结构的换能单元呈同轴镜像对置并固定在外固定架内；两个相同结构的换能单元的辐射头之间的距离可调。所述水声收发装置包括上述的宽波束水声换能器以及设置在换能单元上呈圆周排列的水声接收阵。本实用新型可应用于水下AUV或UUV导航、水声通信、水下探测、勘探、水声对抗、海洋信息获取等领域。