海面噪声的空间相关与垂直方向性理论

本文讨论由海面噪声源与分层介质海洋所组成的海洋环境噪声模型。假设噪声源是统计独立分布在海面上的指向性点源,研究噪声源特性以及传播条件对海洋环境噪声场的影响。发展了海面噪声的简正波理论,并在一定条件下将简正波理论得到的适合于小掠角范围的噪声场方向密度函数解析延拓至大掠角范围,使之与射线理论表式衔接起来,获得了计算海洋环境噪声强度、空间相关与方向密度函数的简明表式。

基于神经网络的海面噪声预测算法

海面噪声是整个海洋噪声研究领域的重要组成部分,准确预测海面噪声对于船舶探测系统及水声系统性能至关重要。本文对影响海面噪声的信号源特性进行分析,通过统计学方法对噪声源的分布情况及噪声传播条件进行研究,分析传播中的射线原理对噪声的影响。最后利用神经网络算法对简正波模型进行改进,研究小角度范围内噪声场的密度函数,并发散至大广角范围,得到海面噪声以及噪声信道的统计特性函数,并进行了实验。

海面噪声垂直相干特性反演地声参数

声学反演是快速、低成本获取浅海局部地声参数的有效方法之一,其中,利用海面噪声的垂直相干函数反演海底参数,只需要两个垂直排列的水听器,不需要专门的发射声源,隐蔽性好,有较高的军事应用价值。通过已有的海面噪声场模型,分析了海底声速、密度及衰减系数对噪声垂直相干函数的敏感度,并利用中国某海区的海洋环境噪声试验数据,结合差异进化全局寻优算法,反演了该海域的地声参数,与同海区的爆炸声传播试验反演结果相比,二者基本吻合,最后利用快速吉布斯采样方法评价了反演结果的有效性。结果表明:海洋环境噪声场的垂直相干函数是稳健的,用来反演一般精度下的地声参数,试验实施容易,具有一定的优势。

海面噪声场条件下声压与振速的空间互相关函数

介绍了海面噪声场条件下的声压与质点振速的时空相关函数。论证了海面噪声场垂直与水平方向噪声的各向异性程度。结果表明,在垂直于海平面的方向上,噪声场表现为各向异性;在与海面的水平方向上,噪声场表现为各向同性。结果表明,各向同性噪声场条件下基于矢量水听器被动检测的声纳系统目标水平方位角估计是基本可靠的,但垂直方位角的计算需要修正。

基于矢量水听器浅海波导中海面噪声场的空间特性研究

矢量水听器能够同时测量声场的声压p(t)和振速的3个正交分量vx(t),vy(t),vz(t)。本文以射线理论为基础,不考虑声线间的相互干涉,将Harrison的噪声场声压相干模型扩展至声压和振速间的相干模型,对基于矢量水听器浅海波导中的海面噪声场的空间特性进行了研究。结果表明,在浅海波导中,海面噪声场的声压p(t)和振速垂直分量vz(t)是强相干的,与振速水平分量vx(t)和vy(t)是不相干的;声速分布对海面噪声场垂直相干特性影响较为明显;海面噪声场的声压和振速的噪声级与声速分布具有较强的相关性。

海面多源噪声的高阶循环频谱分析研究

海面噪声对于船舶探测、水声系统以及水下装置都具有非常重要的应用价值。本文主要对多源噪声的特征进行分析,并给出一种基于高阶循环谱的海面多源噪声特征分析方法。利用循环平稳信号模拟海面噪声,能够有效记录噪声周期中各状态的经历,使其更加逼近真实情况。

Characterization and modeling of wind-dominated ambient noise in South China Sea

The action of wind on the sea surface plays an important role in the noise generation mechanism.Sea surface wind speed can be estimated accurately provided there is an accurate understanding of the relationship between the ocean ambient noise and wind speed.Many measurements and analyses of the wind dependence of ambient noise have been conducted.The approximate empirical rule given by Wenz[1]states that in the frequency band between 0.5and 5 kHz,the ambient sea-noise spectrum levels decrease