组合圆形活塞声源远场指向特征的仿真研究

依据本文构造的组合圆形活塞声源，导出了该声源远场指向性公式，并对其正确性和有效性进行了仿真研究。仿真果表明：这种结构和组合声源，不仅能有效地抑制副极大，减小主瓣宽度，而且所有声频均有指向性，声频愈高，指向性愈强。     

振速变化的环形活塞声源系统的设计分析与仿真研究

设计了环形平面活塞声源系统。从理论上导出了该系统远场指向性公式，并对其正确性和有效性进行了仿真分析。仿真结果表明：该阵地任何声频都有指向性；且环形活塞面积和相邻两活塞中心间距愈小、振速幅度愈大、活塞数量愈多，指向性愈强。当环形活塞的面积、振速幅度、数量一定，且相邻两活塞中心间距为活塞外直径（极限值）时，指向性最强。本文的研究在工程上具有重要的指导意义。     

典型声源声聚焦引起辐射噪声测量误差的分析

随着影响目标辐射噪声测量诸多因素的解决,声聚焦对测量精度的影响已显得比较突出.基于射线声学的虚源法,通过具体算例,分析了典型声源声聚焦引起的测量误差.仿真结果表明,声聚焦引起测量误差的大小与声源的类型、辐射指向性,边界约束,声源和接收器的空间位置,信号带宽、频率均有关.因此,传统的利用球面波规律对不同类型的声源辐射声测量值进行归一是有偏差的,需根据声源的辐射指向性及相关参数进行特定的修正.     

基于SYSNOISE的水下目标高频近场散射特性仿真研究

针对水下目标高频近场散射特性,提出了一种求解水下复杂目标散射声场的方法.首先根据边界元法建立了水下目标的声场数学模型,并借助有限元软件ANSYS建立一种水下目标结构体的三维模型,然后运用声学分析软件SYSNOISE对其高频近场特性进行了仿真及分析,得到了在声源激励下该目标散射近场的具体分布及其散射波声压的指向性.仿真结果验证了该方法的正确性.     

浅海温跃层对声信道影响的仿真研究

温跃层环境下的声速剖面结构变化对浅海声信道有着重要影响。应用Kraken简正波模式对浅海声信道的能量场进行了仿真研究,讨论了声传播损失对温跃层强度和温跃层位置两类参数变化的敏感性。仿真计算结果表明,跃层的增强将使传播损失明显增大。温跃层以及上、下均匀层位置的改变也能使声场能量分布发生明显变化。声源位于跃层之上的均匀层中时声源深度附近的声能明显增强,而声源位于跃层中时整个水柱范围内的声能迅速衰减。     

基于波束跟踪的运动声源和接收器宽带脉冲传播仿真

应用傅立叶综合方法和波束跟踪理论,研究了分层介质中运动声源和接收器的宽带脉冲声传播,根据运动声源和接收器声传播的简正波理论,导出了基于波束跟踪方法的运动声源和接收器宽带脉冲声传播表达式.结合实例计算分析了宽带脉冲声传播的特点,并与宽带简正波的计算结果进行了比较,二者符合较好,证明了这一仿真模型的有效性.     

基于引导源的目标定位算法与仿真研究

利用水下声信号的简正波传播特性,推导了一种利用垂直接收阵和已知宽带声源信号,对水下未知宽带声源进行距离估计的算法,即基于引导源的目标定位算法。该算法不需要建立精确的水下声场模型,且定位性能受海洋环境的影响较小。重点推导了算法实现过程,并简要介绍算法处理中的图像处理方法--Radon变换。对三组不同位置的声源,在不同海洋环境条件下进行了算法仿真。结果表明基于引导源的目标定位算法能快速、准确地估计出目标声源距离。     

一种强指向性基阵模型的设计及声场仿真

设计了一种新的基阵模型:将90个小圆环分布于半径不同的5个同心圆周上,对每个小圆环采用了抛物型的振速加权.通过改变阵元尺寸、间距等参数,研究了声场特征的变化.仿真结果表明,该基阵模型具有非常高的指向性和抑制旁瓣的能力.根据实际需要调节阵元组合方式和参数,可获得最佳的声压分布效果.此研究对实际应用有重要指导意义.     

舰船辐射噪声源定位及亮点信号提取方法研究

为了降低舰船的辐射噪声,需要了解舰船辐射噪声源的分布情况以及各部位辐射噪声的特性.为此介绍了一种聚焦波束形成声图被动定位法,可以给出噪声源位置分布图;并基于此提出了亮点信号提取法,用于分离提取各部位辐射噪声信号;针对强声源信号会对弱声源信号的定位及提取产生影响的问题采用自适应干状抵消法,抵消强声源信号来改善对弱源的声图定位效果及亮点信号提取效果.仿真研究表明,亮点提取法可有效的分离提取各亮点信号,得到的各个信号与其对应的辐射声源信号具有良好的相关性;自适应干扰抵消法可以有效减小强声源对弱声源定位,提取等的影响.     

三元组拖线阵声纳垂直指向性最佳阵处理仿真

应用最佳阵处理算法可以在较小的横向尺寸下得到三元组拖线阵声纳非对称的垂直指向性图,从而实现左右舷分辨。本文根据信、噪频带类型,分单频、窄带、宽带三种模式深入探讨了应用该算法获得垂直指向性、进行左右舷分辨的仿真建模途径,对这三种模式各自的用途、相互之间的关系作了分析。最后,对每一种模式均给出了一组仿真实例,并结合实例演示了与常规阵处理相比最佳阵处理所具有的优越性。     

新型旋转抛物面换能器阵列的设计

针对常见的一维线阵列和二维平面阵存在能量转化率低、成本高和加工精度要求高等问题,在构建任意三维阵列的指向性函数的基础上,设计了一种旋转抛物面型换能器阵列.将平面型换能器阵列旋转成抛物面型,利用指向性函数确定旋转抛物面型换能器阵列相应参数的最优值.仿真对比实验及其分析表明,该新型阵列可以在减少换能器阵元使用数量、增大阵元...     

航天电子设备多余物检测信号特性的影响因素分析

依据微粒碰撞产生声波的机理,运用频谱分析法,系统地研究航天电子设备多余物噪声检测过程中各操作变量和微粒物理参数对声波频谱的影响。通过单因素试验,详细分析了微粒粒径、微粒材质属性、振动力学条件中加速度和频率等4个因素对声音信号频谱分布的影响规律。同时,采用正交试验法确定了关键影响因素为微粒材质属性,并提出了微粒材质和粒径识别的可行性。该结果为进一步识别多余物微粒的参数提供了指导依据。     

浅海声传播及多途信号分解

利用声传播的作用机理,使用耦合振动模拟水声传播过程,从新的角度对耦合问题以及浅海声传播进行分析,根据机电类比、拉式变换和Z变换原理,推导出了声能传播的表达式。对浅海信道中的多途声传播,使用多激励源下的声传播表达。该模型物理意义清晰、明确,便于分析浅海各条声线以及海面、海底的声学特性。然后,在此基础上对多途信号分离进行理论分析和水池实验验证。结果表明,多途信道之间的影响为线性叠加关系,相互间无调制;提出的方法能够有效分离出多途信道的各个多途分量,并估测出各个子信道的系统函数。     

基于模拟退火算法校正天线阵列方向性误差

针对天线阵列方向性误差的校正问题,基于信号子空间的基本原理,结合模拟退火算法,提出了一种精确估计天线阵方向性的方法。该方法使用校正源少,稳定性好,即使在雷达工作、并且存在其它未知信号时,也能准确估计出天线阵的方向性。给出了应用该方法的具体步骤,通过仿真实验证明该方法的有效性。     

水声时变线谱检测的双稳态随机共振方法

将双稳态随机共振系统应用于水声时变线谱信号的检测,提出了设计水声线谱检测系统可以利用的外在参数。分别在水听器端和声源端建立了时变线谱模型,考查了随机共振系统对水声环境的适应能力。实验发现在信噪比变化、声压起伏、线谱漂移等情况下,系统都能较好的工作。为水声领域新型线谱检测系统的设计提供了依据。     

隔墙隔音效果的计算机仿真实验

利用对时间二阶导数的二阶中心差分和空间二阶导数的四阶中心差分将二维声波方程离散化，形成一个模拟声音传播过程的计算方案，并在Windows2000平台上用C＋＋开发程序予以实现。通过对无阻隔的空气模型，空气中的砖墙模型以及空气中的双层木板隔墙模型上的声传播过程的数字仿真模拟，验证了软件的可行性，同时了解到声音在这三个模型所代表的建筑环境中的传播特点，此实验证实了砖墙隔音效果优于木板墙的直觉体验。     

基于双层符号常数模的多径水声信道盲均衡算法

针对常数模算法(CMA)及符号常数模算法(SCMA)迭代中的大量乘法运算会产生延时的不足，提出了双层符号常数模算法(DSCMA)。该算法采用逐级取符号的办法，将迭代过程中的大量乘法运算转化为比较运算，大大减少了计算量。而基于双层符号常数模的多径水声信道盲均衡器，具有收敛速度快，超量均方误差和计算复杂度小等特点。用负声速梯度信道及深海信道对该盲均衡器性能进行的仿真研究表明：该盲均衡器对多径干扰有良好的抑制作用，对水下数据通信有很强的实用价值。     

声音渲染技术及其在虚拟环境中的应用

在虚拟现实和分布交互仿真应用中,为增加参与者或观察者的沉浸感,生成多维的感官信息（ 如视觉、听觉、触觉以及动感等信息） 更能符合人的生理和心理感知。本文论述了虚拟环境中的声音渲染技术。首先从声音的传播和人的感知角度,论述了声音渲染的数学模型,然后论述了其研究内容和实现的关键技术,如声音的建模分析、三维空间定位、距离感知、与图象信息的融合以及声音渲染的验证等。文章最后给出了用于虚拟座舱的一种声音渲染方案。     

Fabry-Perot天线设计的系统方法

利用接收工作状态模型法,对法布里珀罗（Fabry-Perot,FP）型微带天线进行了系统方法设计与研究,并用电磁场分布理论,从全新的角度解释了FP谐振天线可获得高方向性的原因。同时,设计了包括频率选择性表面、介电常数分别为10.2和4.4的不同类别的介质板在内的3种不同盖板,并将其应用在FP天线上。在此基础上,对FP天线的辐射性能、方向性系数和增益都进行了测算和对比分析,并同时计算了其口面利用效率。