参量阵声源波束宽度影响因素分析

波束宽度是衡量参量阵声呐性能的重要技术指标之一,在设计时应该对其正确掌握,以保证整机性能.文章以圆形活塞换能器形成的参量阵声场为例,利用维斯特维尔特(Westervelt)理论和Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov(KZK)方程分别计算了参量阵声场波束宽度,通过试验验证了KZK数值计算用于分析波束宽度的准确性及对远近场的适应性,并指出利用Westervelt理论计算参量阵声源波束宽度的不足。然后通过仿真,分别分析了频率、吸收系数、阵长与参量阵波束宽度间的关系,并从物理意义上解释了阵长对参量阵声场波束宽度的影响。

利用自适应噪声抵消消除工频脉冲干扰仿真

介绍一种将自适应噪声抵消算法应用于消除周期性工频脉冲干扰的方法。该方法利用周期sinc函数仿真工频脉冲干扰信号,与白噪声叠加作为参考输入,利用最小均方(Least Mean Square,LMS)算法与归一化最小均方(Normalized Least Mean Square,NLMS)算法进行自适应噪声抵消滤波仿真实验。MATLAB仿真处理结果显示,在无增益、增益饱和、增益过饱和这三种情况下,当信噪比为3 d B时,分别用LMS算法与NLMS算法滤波后可以清晰地分辨多次回波。

单通道盲信号分离算法在浅地层剖面数据处理中的应用

将单通道盲信号分离算法应用在浅地层剖面数据处理领域.把采集到地声信号中的噪声信号作为将要分离的源信号,利用时延虚拟通道法将单一接收信号扩展为不少于源信号维数的多通道信号,使用快速独立变量分析(FastICA)分离各源信号提取有效信号.对实验数据进行处理,并与相关滤波处理后信号进行对比,验证了该方法的可行性及对源信号细节保留的优点.

混沌序列在深海多波束高Ping发射中的应用

基于波束形成方法的相控发射可以向不同方向以小延时连续高Ping率发射信号,由于海底底质分层结构的变化,在接收端极易发生回波信号混叠。提出了使用混沌序列克服这一问题,建立了混沌序列筛选流程及编码模型;分析了Logistic序列、Tent序列及Chebyshev序列的相关特性,确定了Chebyshev序列在三者中相关性能最好。使用Chebyshev序列进行调频生成序列,并进行了仿真和水池实验,验证了混沌调频编码信号对混叠信号具有良好的分离能力。

深水探测中混沌信号的应用仿真

基于多脉冲发射(Multiping)技术的深海底质探测设备以短时延连续发射信号,充分利用深海海水信道,有效提高探测效率.但是,在海底走势变化较大,及底质结构存在差异时,不同时刻发出的声信号在接收端有可能发生混叠.提出使用混沌序列解决这一问题,建立了两种混沌序列筛选流程及调制模型,并对两种调制模型进行了仿真和水池实验对比,验证了频带分离相位连续的调频调制方式可以有效分离时频混叠的信号.

深海声探测中伪随机编码信号的仿真研究

目前国际上正在使用多脉冲(MultiPing)探测方式来解决深海探测中探测效率不高的问题,但可能存在回波识别和波达时间定位的问题,提出了利用伪随机编码信号的解决方法。以6 000 m深海海底探测为研究对象,设计发射不同编码信号,对其回波识别和定位进行了仿真和比较,同时对不同编码类型的回波识别性能随噪声变化情况进行了讨论。Walsh码拥有更加出色的回波识别性能,但在波达时间定位方面易出现误差,同时随着噪声的增强,回波识别性能明显下降;m序列拥有出色的波达时间定位性能,但回波识别性能不如Walsh码;Gold码在回波识别性能和波达时间定位性能方面有着较好的平衡表现。

基于基阵特性提高声发射频次的方法研究

针对传统的多波束探测效率低等问题,提出了一种利用栅瓣来提高声发射频次的方法.在设计发射波束形成的基阵时,为了防止由于阵元间距过大产生栅瓣,通常采用密排阵的方式来规避栅瓣现象,但这样又会增加发射机的复杂程度.然而,栅瓣的存在也有其本身可以利用的价值.本文利用MATLAB对发射波束形成的方向图进行了仿真分析,总结了在不同基阵条件下主瓣和栅瓣的变化规律.介绍了利用线列阵同时向两个不同方向发射波束的方法,并利用加权法对阵列特性进行了优化.