水声扩频通信系统通信距离模型的改进与仿真

通信距离是水声扩频通信系统性能的关键指标之一。扩频技术是通信领域较为成熟的成果,在水声通信中的应用带来了新的问题。首先对传统的声纳优质因子距离模型进行了阐述;然后介绍并分析了扩频通信技术在水声通信中的应用,依靠平滑平均场理论,对传统的声纳优质因子通信距离预报模型进行改进,首次提出了适合水声扩频通信的距离模型;最后进行仿真计算,从仿真的结果来看,该模型无论在原理上,还是仿真结果都符合水声扩频通信系统的实际,具有一定的指导性和较强的实用性,达到了较为理想的效果,可以为各种水声扩频通信系统提供通信距离预报。

基于一致性几何绕射理论的曲面表面绕射声场解

提出了一种基于一致性几何绕射理论的理想刚性光滑曲面表面绕射声场高频近似计算方法。分别以圆球和无限长圆柱为例,计算了其表面绕射声场,并将计算结果与解析解进行了比较。结果表明,该方法具有计算简单明确,物理概念清晰,计算结果精确的特点。

负跃层对主动声纳探测距离影响仿真研究

简要分析了声波穿过负跃层时的传播特性,结合潜艇利用跃变层规避主动声纳探测的战术背景,对负跃层影响主动声纳的探测距离进行了研究。建立了主动声纳搜潜的数学模型,利用平滑平均声场理论估算了存在负跃层时的声传播损失,分析了负跃层深度、厚度以及声速跃变差对主动声纳探测距离的影响,并进行了仿真。结果表明,负跃层对主动声纳的探测距离有明显影响。

分层介质中声线轨迹与声强的数值计算

论文结合海水的垂直分层特性,研究了分层介质模型下声线轨迹与声场强度的数值计算,并利用声线轨迹的求解方法求得平滑平均声强的数值解。

近场相干声源三维定位MUSIC算法

近场环境下传统多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法无法对相干声源进行三维位置估计,针对该问题论文提出了一种近场相干声源三维定位算法。首先建立了近场球面波信号接收模型,其次结合空间平滑算法和修正MUSIC算法将矩形阵列分割成数个子阵列,对其协方差矩阵和求复共轭并左右同乘单位矩阵,以此来解决相干信号协方差矩阵秩亏损的问题,最后使用三维MUSIC算法完成近场声源三维位置估计。仿真表明:论文算法可有效地对相干信号进行解相干处理并准确地完成近场相干声源的三维位置估计。