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2008年全国声学学术会议

2008年全国声学学术会议

  • 召开年：2008
  • 召开地：上海
  • 出版时间： 2008-10-21

主办单位：中国声学学会

会议文集：2008年全国声学学术会议论文集

会议论文

热门论文

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共276条结果
  • 摘要：近年来，随着脉冲声传播、匹配场定位、水下作战环境仿真等问题的深入研究，在计算速度与精度方面对声场理论提出了越来越多的要求。从理论上讲，单纯依靠修改模型本身来减少计算时间的空间已经很小，在这种情况下，人们开始寻求基于硬件平台的声场模型并行算法来解决问题。本文目的是基于多DSP系统设计射线简正波并行算法，为水下声场模型在多DSP系统上的并行实现进行有益的探索。
  • 摘要：在水中，海豚等水生哺乳动物依靠声音进行捕食、感知环境和种群交流。声音既是它们的语言，也是它们探测和感知周围环境的一把利器。因而，海豚声行为研究对深入了解这些物种有重要意义。本研究采用声学手段对海豚等海洋哺乳动物进行监测和调查，取代以往的视觉监测方法，而海豚声信号采集和分析系统是完成海豚声行为和声学监测研究的关键。建立海豚声信号数据库，研究其声行为，将能更好的对其进行监测和保护。
  • 摘要：在水声通信中，信道的多径现象经常造成严重的码间干扰(Inter-Symbol nterference，ISI)，使得通信速率/质量下降。将时反(Time-Reversal，TR)技术应用于水声通信，是利用了海洋自身进行逆滤波，对于具有复杂多径的水声信道，提供了减少码间干扰的一种有效途径。本文包括两个部分，第一部分简要介绍了时反通信的原理以及被动时反算法的过程。第二部分主要介绍波导水池实验的结果，包括实验环境设置、信号设计，以及实验数据处理结果。
  • 摘要：采用聚焦波束形成方法可以有效解决辐射噪声源的近场定位问题。然而常规聚焦波束形成方法受到信号波长以及基阵尺度的影响，分辨率很难满足要求[1]。本文研究了子带分解MVDR高分辨宽带聚焦波束形成算法，该方法核心思想是将宽带划分为若干互不重叠的窄带，由所有窄带分别进行MVDR高分辨聚焦波束形成，并将估计结果平均得到最终的结果。
  • 摘要：声纳技术发展到今天，重点研究领域多集中在目标信号检测、定位领域，随着在检测、定位领域技术的发展，要求在目标跟踪领域新技术发展与之相适应，才能保证声纳系统的有效探测。水下目标的机动运动是对抗反潜系统的常规和有效手段之一，水下目标运动状态的估计通常采用的卡尔曼滤波算法，要获得日标运动状态的精确估计需要较准确的目标运动模型，在主动声纳目标跟踪领域，敌潜艇一旦发现有主动声纳的探测，往往会采取机动规避策略，对主动声纳目标跟踪而言，由于很难预知目标机动时刻、结束机动时刻及机动模型，给目标跟踪带来很大困难。本文重点研究交互多模型(IMM)算法在水下机动目标跟踪中的应用，并通过计算机仿真对其宽容性进行了研究。获得了令人满意的跟踪效果。
  • 摘要：语音识别系统的应用日益广泛，然而鲁棒性问题却一直是实际应用中令人困扰的主要问题之一。现实环境的多样性，训练测试阶段工作条件和声学环境的不匹配，致使系统的性能急剧下降。解决语音识别系统的鲁棒性问题，一般从模型补偿、前端降噪、鲁棒特征三个方面着手。本文介绍了两种基于MVDR(最小方差无失真响应)的鲁棒语音识别特征参数MVDR-MFCC、PMCC，以期待达到较好的抗噪性能。
  • 摘要：说话人识别就是通过对说话人语音信号的分析和特征提取，自动地确定说话人的身份。说话人识别技术是交叉运用心理学、生理学、语音信号处理、模式识别与人工智能的综合性研究课题。本文提出了基于SVM的HMM训练模型。将HMM善于处理语音的动态特性的优点与SVM对静态数据的很强分类能力的优点结合起来，将SVM用于语音识别的后处理，有效地提高了系统的音节识别准确率。
  • 摘要：双耳听觉技术是近年来国内外音频技术发展的一个热点。2003年，Faller提出一种FFT框架下的基于双耳信息的多声道音频压缩算法(BCC)，在将多声道的信号压缩成单声道信号的同时，提取声道之间影响人的空间听觉感知的参数作为边信息，经常规的编解码器进行编解码，极大的降低了传输数据量，并且保存了相应的空间信息。本文利用非均匀的离散傅立叶变换(NDFT)将时域信号变换到心理声学频域，实现听觉子带的均匀划分，提高了中低频子带的参数估计精度，尝试改进BCC算法的空间感知效果。本文第二部分介绍了相关的心理声学基础;第三部分引入了NDFT;具体的变换方式将在第四部分提出:第五部分给出了该变换方式应用于BCC后得到的主观测试结果;第六部分给出结论。
  • 摘要：头相关传输函数(head-related transfer function，HRTF)描述了自由场条件下声波从声源到受试者双耳的线性传播过程。由于HRTF包含了重要的定位信息，因此在听觉研究和虚拟声的应用有着重要的意义，并引起了国内外的广泛研究关注。本文将对华南理工大学声学研究所建立的中国人HRTF数据库(SCUT数据库)中的男、女受试者HRTF幅度谱进行统计比较。
  • 摘要：噪声通常是一种不利因素，有损信号的品质，有碍信号传输、检测与处理。但是，噪声有时可以通过一种称为随机共振的非线性效应成为一种正面积极的因素，使信号的传输得到改善。听觉系统的信号处理总是面临着外部的环境噪声和听觉系统内部神经编码和传输过程中的噪声带来的问题，听觉系统如何应付和处理噪声，随机共振是否在听觉信号处理中发挥作用，是听觉信号处理机制及其应用研究关注的问题。本研究通过心理物理实验，测试了噪声对阐上调制信号听觉检测能力的影响。结果表明，噪声能增强人的听觉对阐上调制信号的检测能力。这一结果对于重新认识噪声在听觉信号处理中的作用，以及听觉的噪声信号处理机制有重要意义。对于现实的信号处理，也有重要的借鉴作用。
  • 摘要：舰船辐射噪声的线谱检测是水声信号检测与目标识别的重要手段。传统的线谱检测方法以能量法为主，常在频域进行，以信号能量过检测阈值来进行判决。能量检测在信噪比很低的情况下(如负信噪比)，性能将变得很差。由于在自然界中，人耳具有优异的声音信号检测能力，尤其在噪声背景下，人耳可以有选择地听到微弱的纯音信号，这为应用耳蜗模型进行舰船辐射噪声的线谱成分提供了现实依据。本文即研究耳蜗模型用于舰船辐射噪声线谱检测方法及其性能。
  • 摘要：耳廓对入射声波的散射所带来的谱因素是前后镜像方向和中垂面上声源定位的重要依据。而头相关传输函数(HRTF)是自由场情况下声源到双耳的传输函数，它包含有关声源定位的主要信息。分析HRTF所包含的耳廓谱因素对心理声学研究和虚拟听觉的应用有重要的意义。但即使是在远场(声源到头中心的距离大于1。0 m至1。2 m)的情况下，HRTF也是声源方向、频率等多变量的函数，这给HRTF的分析带来困难。而主成分分析是对HRTF进行变量分离，简化数据的常用方法。本文将采用这方法比较分析无耳廓和有耳廓的人工头HRTF数据，从而分析耳廓对HRTF的影响。
  • 摘要：虚拟听觉利用头相关传输函数(HRTF)进行信号处理，模拟出空间声源到达双耳处的声音信号，从而在听觉上虚拟出相应的空间声像。对于虚拟声的两扬声器重放，许多研究都是假定两个扬声器的传输特性是完全一致的。 但最近的研究表明，两扬声器的传输特性不匹配是导致虚拟听觉重放时侧向声像位置畸变的重要原因之一。因此，在实际应用中要特别注意两扬声器的特性匹配，而对于大批量的生产和应用，要做到左、右扬声器的特性完全匹配是困难的。因而本文提出用信号处理的方法对两扬声器的特性进行均衡，并研究其对虚拟声像的影响。
  • 摘要：感知声源宽度ASW是衡量音乐厅音质的重要指标。但对于普通的立体声或环绕声重放系统，无法通过准确模拟音乐厅声场而获得期望的ASW。实际可采用听觉错觉法。过去已有研究指出，对双通路立体声重放，低的扬声器信号相关性可产生较宽的ASW，但是并没有系统、定量的考察结果。本文系统地考察了普通双通路立体声重放不同相关性的粉红噪声信号时对应的ASW，与前人相关研究结果有一定的差异。
  • 摘要：测井仪器电子线路本身的电噪声，以及在测井过程中仪器与井壁碰撞产生的机械噪声，会使声波时差曲线出现一些与地层性质无关的脉冲尖峰;其滤波校正一般采用的三点或五点方法[]不仅需要人为设定滤波系数，而且由于该方法固有的低通滤波特性，不能完全去除在高、低频带都有分布的脉冲噪声。本文利用其多分辨率特性，根据有用信号与脉冲噪声子波变换的模极大值在多个尺度上的不同幅度变化，提出一种基于子波变换的声波曲线滤波校正方法，不仅能够大幅提高信号的信噪比，且不需人为地设定闽值。
  • 摘要：电子耳蜗是唯一一种通过电刺激使重度耳聋患者恢复部分听力的装置。语音处理策略是电子耳蜗核心。基于提取时域包络信息的CIS(Continuous Interleaved Sampling，连续交错采样)语音处理策略因可达到较高的刺激速率和语音识别准确率被目前商用电子耳蜗广泛采用。但目前电子耳蜗采用专用IC实现CIS策略，使得系统的可移植性差且产品成本高。本文采用两种方法用通用16位定点DSP实现CIS策略并通过相应硬件系统验证，实验结果表明通用DSP芯片实现多通道CIS策略是可行的，并详细比较了两种方法各自特性，为开发电子耳蜗产品提供可靠依据。
  • 摘要：头相关传输函数(HRTF)是自由场条件下声源到双耳的声学传输函数，它在双耳听觉的研究与虚拟听觉的应用中有重要作用。在远场(声源距离大于1。0 m)的情况下，HRTF也是声源方向、频率等多变量连续函数，而实验测量只能得到的空间离散方向的HRTF，且数据量非常大。主成分分析与重构是对HRTF数据进行压缩的常用方法。但它只能重构空间离散方向的HRTF数据。在钟小丽等提出的HRTF空间傅立叶分解与重构的基础上。本研究最近提出了联合主成份分析和空间傅立叶重构的方法闪，并通过计算表明该方法在有效压缩HRfiF数据的同时，可重构方位角上连续的HRTF数据。在此基础上，本文进一步通过心理声学实验验证该方法的有效性，并从听觉意义上确定所重构HRfiF所需要的一些参数。
  • 摘要：汽车行驶过程中在车内产生的持续的噪声往往使人烦躁不安，对于普通驾车者是不可能通过改变汽车的机械结构来减小噪声的，但是，音乐可以掩蔽掉嘈杂环境中的噪声，因此人们开车时喜欢播放音乐，用以分散人对噪声的注意力，从而减弱噪声的烦躁感。同时，不同音乐对同一噪声的掩蔽效果不尽相同，因而选择不同的音乐对车内噪声的掩蔽效果也是不同的。本文目的在于调查适于掩蔽汽车车内噪声的音乐类型。
  • 摘要：关于语言清晰度与公共广播系统语言传输指数(STIPA)之间的关系在国外已有较多的研究，但研究结果主要以西方语言为条件和背景。目前STIPA成为国际上较认可的公共广播系统语言清晰度客观参数测量方法，以替代语言传输指数的测量。在教室、剧场、会议室等以语言声为主的场所设计中，STIPA是衡量语言清晰度的重要客观参数，而STIPA值与汉语单音节主观清晰度之间的关系还未得到明确的结果。本文通过初步的汉语单音节清晰度主观评价试验，考察在纯混响条件影响下时，STIPA与汉语单音节主观清晰度之间的关系。
  • 摘要：在声纳研究中，由于海上实验的费用昂贵，往往需要使用模拟系统来模拟各种环境声参数下的声纳湿端信号(见图1)，用于干端设备调试。模拟器不仅可以用于声纳算法方案的设计和优化，同时也可用于分析实测数据估计海洋环境参数。本文使用的模拟器是基于波动理论的简正波计算声场模型，能够较真实地反映海洋中声场的实际情况。
  • 摘要：因螺旋桨工作的周期性，舰船辐射噪声信号往往出现包络谱特征。由不同的螺旋桨轴频和叶频表现出来的不同包络谱可作为目标识别的特征。目前，对包络谱的研究，主要关注包络谱产生机理及其提取方法。研究海洋信道对包络谱的影响，对于分析包络谱的特征有着重要意义。本文利用声传播模型，仿真计算了几种典型声速剖面情况下，不同接收距离及接收深度的包络谱传播变化情况。
  • 摘要：作为一种重要的海洋现象，内波会影响到海洋中的声传播。大量的研究都是关于内波引起声场起伏的问题。随着研究的深入，有关内波对声纳探测的影响逐步受到关注[3]。本文以抛物方程模型(PE)[4]为基础，数值仿真研究了浅海孤子内波对长线阵波束形成的影响。
  • 摘要：声学超常介质材料(acoustic metamaterials)是一种具有特殊声学或弹性性质的人工复合材料。构成这种介质的微结构单元具有局域共振效应，可以对某些频率范围内的入射声波产生负的响应函数。因此，其动态有效质量密度和体模量可以单独或同时为负值。本文利用声传输线等效电路法分析了一维局域共振声学超常介质的能带结构和有效参数。研究结果表明该复合介质中存在局域共振和Bragg散射两种带隙。在局域共振频段，介质的动态有效质量密度和体模量同时呈负值。
  • 摘要：地应力的大小和方向对石油勘探和开发等都有着重要的意义，了解地应力及其分布，为估算地层孔隙压力和破裂压力梯度、防止井喷、预防套管异常变形和断裂、优化井眼轨迹、分析井壁稳定性、预防采油出砂等提供了必要的基础。国内外开展了大量的地应力检测理论和实际应用研究，如Zoback详细讨论了利用井壁信息和水力压裂进行深井地应力检测，但这些方法都有一定的局限。最近利用声弹性理论进行地应力检测取得了一定的成功并开展了相关的理论研究和实验测量。岩石三阶弹性常数是利用声弹性理论进行地应力检测的重要参数，国外己经开展了相关的实验测量[[3Js国内虽然也开展了三阶弹性常数测量的理论和实验研究，主要是针对金属和晶体。因此，开展岩石的三阶弹性常数测量为地应力检测提供基础数据是必要的。三阶弹性常数超声实验测量方法主要有两种:rn 一是二次谐波，一是基于声弹性理论，即通过测量岩石在不问压力下速度的变化来确定三阶弹性常数。本文是在以前的理论研究基础上，尝试开展岩石的三阶弹性常数测量。
  • 摘要：大陆架海区是我国近海常见的海底地形。与分层介质中海洋环境噪声计算不同，大陆架斜坡海底情况下海底地形是随距离和方位角变化的，属于典型的三维问题。声传播的三维计算本身就是一个相当复杂的问题，而环境噪声模型需要考虑整个海面的噪声源，计算的难度相当大。 本文的主要目的是研究斜坡海底任意声速剖面情况下，均匀分布在海面的噪声源所产生的噪声垂直指向性。综合考虑海水吸收、海底反射、声速分布的影响，为三维海洋环境噪声的进一步计算打下了基础。
  • 摘要：声纳技术的进步要求对海底界面声散射的机理有更深入的理解。目前有两类测量方法，一类是长距离混响反演测，另一类是直接测量。长距离混响反演具有简单易行、可大范围测量的优点，但同时引入了大量的假设，包括对传播损失的假设，对空气-海洋界面散射和生物体散射的假设。另外因为长距离混响是对大面积区域进行平均，因此角度对散射的影响就不容易从这种方法测得。本文的实验属于直接测量，直接测量方法就可以排除这些假设，从而对角度和频率对散射的影响进行研究。浅海中多途效应的存在会于扰信号，在本实验中通过信号时域的分析和指向性声源的使用来确定接收信号。本实验的目的是研究界面起伏对散射强度随着散射掠射角变化的影响。
  • 摘要：海洋结构中包含有水团、环流、中尺度涡、地转湍流、内波等时空变化因素，这些因素引起海洋环境参数起伏，从而造成简正波声场起伏。简正波传播时延是简正波声场的重要参数，能有效的反映海洋环境参数的变化。本文通过进一步分析同时刻声场、温度及压力数据验证:声传播路径中的水体声参数起伏是引起传播时延高频起伏的唯一原因。
  • 摘要：双基地声纳由于收发分置，在一定程度上综合了主动声纳和被动声纳的优点，避开了发射基地平台的强噪声干扰，具有较好的隐蔽性和扩大探测范围的优势。但是，目前的双基地探测研究所采用的收发分置角较小，当物体靠近基线(收发连线附近)时，双基地卢纳受到前向散射的影响和直达波的干扰，很难探测出目标，形成双基地探测的盲区。本文根据双基地探测在基线附近存在检测盲区的问题，提出利用前向散射探测目标的思想。
  • 摘要：海水声速剖面的垂直分布是影响水下声场特性的主要因素之一，它决定了声场在海洋中折射和传播路径。因此，如何准确、快速的获取海水声速剖面非常重要。一般地，海水声速剖面的获取方式可分为:直接测量法(XBT、CTD或声速仪等)和反演法(声速重构、声学反演或声层析)两种。 本文将在利用实测声速数据进行数值模拟的基础上讨论能否利用历史的水文资料结合有限深度范围的直接测量温度或声场数据来重构全海深范围内的声速剖面。初步结果表明，当有限深度大于一定值的时候，这个方法可以快速准确的重构出全海深范围内的声速剖面。一般地，有限深度声速剖面获取相对于全深度而言更容易可行;另外，与声学反演相比，声速重构最大的优势就是不必进行声场计算，计算量极小。
  • 摘要：浅海环境中，海底表层数十米深度范围内的声学参数(纵波速度、密度、衰减系数等参数)对远距离声传播有着决定性影响，直接影响着声场预报、声纳的作用距离估计等诸多问题。因此，海底声参数反演一直是水声界的重要研究内容之一。本文基于拖曳阵接收到的船噪声数据，根据不同阵元接收的海底反射波包含不同角度、不同深度的海底信息的特点，并结合海底密度、衰减对近程声场影响敏感度较小的特点，将海深、海底分层厚度、沉积层声速、基底声速作为待反演参数，以波束积分法正演近程声场，进行近程匹配场反演海底声参数。
  • 摘要：海底参数反演是一个多维参数的最优化搜索过程，由于海洋环境的复杂性及实验数据的不确定性，反演往往会存在多值性和不确定性问题，所以很难保证最终的反演结果是绝对的最优值，如何评价反演结果的有效性就显得至关重要。 本文用后验概率分析方法对基于简正波频散特性反演结果进行了有效性评估，并用反演出的海底参数很好的解释了实验的频散特征。
  • 摘要：由于爆炸声源具有声源级高、频带宽的特点，成为研究海洋信道中声传递函数的重要声源。但是这种声源信号在爆炸冲击波后都存在多次气泡脉动，而气泡脉动对于利用爆炸信号研究海洋信道中声传递函数有严重影响，研究与发展去除气泡脉动的方法对于分析爆炸信号在海水中的传播特性，具有实用意义。本文借鉴了美国麻省理工学院的Oppenheim教授于1965年提出的同态滤波的概念，采用基于傅里叶变换的卷积型同态滤波系统，可以实现滤除气泡脉动、提取冲击波的效果，恢复了冲击波信号的简正波特性。
  • 摘要：混响是一种特殊形式的干扰，它伴随着声纳发射信号而产生，与发射信号有着相似的谱结构。混响是主动声纳检测近程目标时的主要干扰之一，混响背景下信号的检测一直是研究的热点，而混响背景下的微弱信号的检测则是研究的一个难题。以往对于海洋混响信号的分析和处理一直以传统的信号处理理论作为基础，即以平稳性、随机性来刻画混响信号。然而迄今为止，准确和普适的混响概率模型尚未建立，因而针对混响的各种统计信号处理效果不明显l}l随着非线性动力学理论的迅速发展，基于相空间重构的非线性处理方法在水声的研究中得到了应用。文献[2，3]在分析了雷达海杂波的非线性特征之后，提出了一类在强干扰背景下信号检测的办法:先对背景信号(干扰)进行相空间重构，然后建立背景信号的预测模型，最后通过预测误差的变化来实现对目标信号的检测。rn 通过建立海洋混响信号的预测模型，当预测模型的误差较小，即预测模型能很好的逼近混响序列在相空间中的演化轨道时，就可以把淹没在混响背景下的微弱信号检测出来。文中在混响实验数据基础上叠加微弱信号进行仿真，通过预测误差的变化实现了混响背景下微弱信号的检测。
  • 摘要：薄层的超声无损检测(测量)在很多实际工程，如复合材料、焊接层和粘结层的质量评估和判断、表面保护性涂层的检测以及套管井固井质量检查等中得到应用，厚度是反映薄层特性的一个重要参数，开展薄层厚度测量的研究就变得十分有意义。本文提出了一种利用垂直入射的超声反射波的传输函数实现对半空间无限厚弹性衬层上的一薄层的厚度测量的方法，在薄层内相邻两个频率点的相移之差不大于万的条件下，首先推导了薄层厚度与实验数据之间的解析表达式，为应用，本文数值模拟和分析了超声反射信号中实验噪声对薄层厚度测量的影响。
  • 摘要：孔地震涉及地震波与井的相互作用问题。当频率较低井孔的影响常被忽略。随着频率的增高井孔的影响变得重要，影响究竟有多大，可以通过理论计算加以考察，这正是声散射问题。本文研究井外Biot介质中垂直点力源激发的偶极声场与井孔相互作用时井内、外激发的声场。作为理论研究，井外点力源从靠近井壁逐渐向远井移动，着重研究沿井的传播波。本文也是文献fli的进一步发展，即井外介质由弹性介质转化为孔隙介质。
  • 摘要：普通声波测井只记录首波到达时间和首波幅度，利用威利平均时间公式可计算出地层孔隙度，利用声幅评价套管外水泥胶接质量。后来发展了记录纵、横波波形的长源距声波测井，能够在硬地层中获得纵、横波时差和衰减。在此基础上，进一步加大源距、增加接收器数目、减小接收间距，产生了阵列声波测井。为了适应各种地层情况，通常将单极子与偶极子声波测井技术进行有效组合，可以更好的获得硬地层和软地层的纵、横波和斯通利波等特征参数。rn 目前我们研制的多极子声波测井仪，就是采用了将单极子和偶极子测井结合的方案。本文对采用偶极子测量原理的复式偶极子声波发射换能器进行探讨。
  • 摘要：冷藏集装箱在海陆空运输中应用十分广泛，其最大优点是被运送的食品和物品在运输途中箱体内专用设备按技术要求能提供最佳的温度和湿度环境。国内第一家生产各种规格的冷藏集装箱公司，工人们经常昼夜连续生产，各种设备运行噪声影响了附近居民的正常生活环境。冷藏集装箱公司属于机械加工行业，本文针对噪声扰民情况，采用综合技术措施进行噪声控制。
  • 摘要：目前，在心理声学掩蔽效应的研究中，掩蔽模式主要有如下几种:窄带噪声掩蔽纯音，纯音掩蔽窄带噪声，纯音掩蔽纯音，窄带噪声掩蔽窄带噪声，宽带噪声掩蔽纯音等[]。但是，在实际应用中所遇到的信号往往既非纯音，也非普通的窄带噪声，而是介于这两者之间的具有较宽频率范围且频谱分立的声信号，如语音信号或音乐信号。本文的实验研究结果表明:对于5个频率成分的多频声，信掩比SMR介于11-17dB之间，与纯音掩蔽纯音的情况比较接近。原因是此时各频率成分之间的间隔较大。而对于50个频率成分的多频声，信掩比SMR介于4-11dB之间，此时与窄带噪音掩蔽纯音的情况比较接近。原因是此时各个频率成分之间的间隔均较小。对于20个频率成分的多频声，信掩比SMR介于5-13dB之间。
  • 摘要：活塞式超声换能器是一种应用非常广泛的声源，其所发声场可以用高斯波束法来准确的描述。高斯波束法的主要原理是将声源的分布函数分解成高斯函数的叠加和。因为高斯函数之间是非正交的，所以计算高斯函数的系数比较困难。本文提出了一种简单算法，可以快速计算出高斯函数的系数，并能更好的对声源进行遥近。将新算法应用到活塞式超声换能器的声场计算中，发现新算法能够以更高的精度逼近Fresnel积分。
  • 摘要：氦风机是国家863计划项目0MW高温气冷实验堆(HTR-0)的关键设备，其功能是输送氦气通过堆芯，将裂变热带走。HTR-0备用氦风机保持了原有氦风机的总体结构和气体动性能基本不变，只是将风机转子的支撑用电磁轴承替代了原来的油脂滚动轴承，提高了氦风机的可运行性，易于控制和维护。本研究在备用氦风机的试验台架上对氦风机正常工况下的风机及厂内噪声进行了测量和分析，并提出噪声控制的方法和建议。
  • 摘要：吸声系数测量是一项重要的基础性工作，常用的方法是阻抗管法和混响法。阻抗管法只能测量小样品垂直入射吸声系数，由于管长和管径的限制，其测量频率有一定范围，低频数据不够准确。另外，待测样品在阻抗管中的安装精度(如垂直度、与管壁紧密程度)以及样品边缘加工精度等对测量结果有较大的影响，由此引起的测量误差可以达到5%。本文针对吸声测量的要求，研究了波形可控的脉冲声信号生成技术，成功研制了脉冲声源系统。利用该脉冲声源产生了两类经设计的脉冲声信号，采用脉冲回波方法在管道中测量了泡沫材料的吸声系数。同时，用B&K4206阻抗管传递函数法对该种材料的吸声系数进行了测量。
  • 摘要：车辆噪声作为城市交通噪声污染的重要来源，已经受到越来越多的重视。世界各发达国家都根据各自情况制订了相应的噪声法规。本文基于汽车各总成台架噪声试验，预测了汽车加速行驶车外噪声总声压级及估计各总成对总声压级的贡献。
  • 摘要：声波通过洞口时会发生衍射，洞口尺寸与声波波长的相对大小影响声能在洞口的传输。目前，对洞口处的声传输问题的研究多采用解析法或统计声学方法，研究在自由场或混响场条件下的声传播。时域有限差分法(FDTD)是一种基于波动声学的数值计算方法，适于求解低频波动问题。本文应用FDTD方法，模拟自由场条件下不同频率的平面波通过无限大刚性障板上的矩形洞口时的声传输现象。
  • 摘要：光纤传声器是将声波信号转换成调制的光学信号，并通过光纤传输，再将调制的光信号解调成电信号的一种装置。目前光纤传声器应用最广泛的，原理最简单的应该是RIM-FOS反射式强度调制型光纤传声器。但是它存在缺点:对光学头加工的要求很高;线性区域较窄;动态范围较窄;灵敏度无法做到很高;易受到光源功率波动、光纤传输损耗变化、光电探测器的特性漂移等因素的影响;不适合组成阵列。干涉型光纤传声器由于灵敏度高等优点已经成为光纤传声器研究的主要方向。采用相位载波fFhase Generated Carrier，PGC)调制解调技术可以有效克服传声器的相位衰落现象。本文将采用自聚焦透镜Fixeau干涉腔的方案，利用MEEMS技术制作硅微振动膜，模拟PGC调制解调电路，从而设计完成一种新型的光纤传声器系统。本文将对一些关键技术和实验结果进行分析探讨。
  • 摘要：国内外在缩尺模型井中对声波测井进行物理模拟的研究方面已有很多成果，Chen S。T。在实验室对偶极子声源和四极子声源在缩尺模型井中激发的声场进行了研究。朱正亚，郑传汉等人，制作了用于缩尺模型井的单/偶极子换能器，在模拟硬、软地层的铝和有机玻璃的井孔模型中进行了声波测井的模拟。本文研究了单极子声源在水平分层介质模型井中产生的声场。
  • 摘要：由于对称声源在慢速地层中不能激发折射横波，软地层横波测井评价一直是声波测井面临的难题。理论模拟表明，偶极声源可以在充液井孔中激发沿井轴传播的偶极子波，该模式波的低频部分传播的速度近似为地层横波速。据此，国外开发了相应的仪器，通过测量偶极横波速度来求取地层的横波速度。中国石油大学(北京)与石油企业部门合作研制出了正交多极子声波测井仪器(MPAL)样机，该仪器可以在各种地层井孔中获取地层的纵横波信息，己经在十几口井中取得了满意的声波测井波形资料。本文结合实例分析介绍了该仪器对软地层测量和评价的能力。
  • 摘要：在偶极声波测井的发展和应用的过程中，很多专家和学者对偶极源在井孔中激发产生的声场进行了研究。一些学者认为由于弯曲波模式的传播速度在低频时趋近于地层的横波速度，因此低频偶极声波测井中测量到的横波主要是弯曲波的贡献。本文针对这些观点，对低频横波测井中横波部分的传播机制作了进一步的研究和分析。
  • 摘要：在油田生产中，对套损井进行准确的前视成像检测对于保障油井安全、提高油气采收率都具有重要的意义。rn 前视成像方案采用包括20个阵元的线阵超声换能器，通过控制每个阵元的发射延时进行定向扫描检测。接收电路采用全数字接收方式，在井下完成实时处理并上传井孔的截面图像。数字接收电路主要实现对发射信号的延时控制、模数转换(A/D转换)、数据处理等功能。由于要对套损井进行前视成像检测，故对数据采集和处理的速度有很高的要求。rn 本文介绍了一种用于井下前视声波成像的接收电路的设计方案。该方案对多通道的模拟信号进行并行A/D转换，使用多个FPGA进行时序控制，并且用高速DSP芯片进行数据处理，能够满足成像检测的要求。
  • 摘要：声波测井作为石油测井的一种重要手段。从上世纪五十年代以来，技术发展迅速，但声波测井对远井地层的探测能力十分有限，径向探测深度浅。井间地震是弥补这种不足的方法之一。国内外大量实验资料展示了井间地震在揭示油藏细微特征方面的优势。本文研究了平面P波与套管井耦合的问题。详细研究了不同入射角的P波与套管井祸合下各层介质中的声场。采用的套管井最外地层为孔隙介质，这更符合实际，对实际工作也更有理论指导意义。
  • 摘要：在现场竖直井、大斜度井甚至水平井声测井中经常会遇到井孔与地层是斜交的，如何利用声测井资料进行倾斜地层解释是石油地球物理亟待解决问题[]。事实上，Hornby、Tang等人利用声测井资料给出了井周地层构造的特征，而Liu和林伟军等人采用有限差分法，计算了倾斜地层对井内声场的影响。本文利用有限差分法给出了分层倾斜地层的井孔声测井响应特征。
  • 摘要：套管井固井质量的检测一直受到测井界的广泛关注，国内外已经开展了大量的研究工作，但主要集中在单极子激发的套管井。套管井第Ⅰ界面胶结不好时单极子声波测井通常测不到地层信息，偶极子在稍高的激发频率下，在第Ⅰ界面胶结不好时的接收波形中可清晰地观测到纵波和弯曲波。本文利用柱坐标系下的三维有限差分算法，以轴向某段1/2圆周水泥环缺失为例，初步研究了固井水泥井周的不均匀分布对偶极子声源在套管井中产生的声场的影响。
  • 摘要：地应力对油气田勘探开发有重要的影响，特别是在钻井安全、压裂设计、出砂预测等方面尤为重要。利用交叉偶极声波测井进行地应力检测是确定原位地应力的一个有效的手段。其理论基础是预应力下声波传播理论:即在预应力作用下，声波在介质的传播速度发生了改变。本文在概述交叉偶极声波测井检测地应力基础上，重点阐述利用该技术进行应力大小估计时需要考虑的因素。
  • 摘要：波导的模式一般是频散的，通常当频率从零增加到无穷大时，对应的波数在复数域连续变化，不会中断。但是井孔模式的频散曲线却可能中断。理想的井孔模型是无限大弹性固体介质内的无限长充满流体的圆孔。孔内流体介质中声波满足波动方程，孔外介质中的弹性波位移满足弹性波方程。本文分析给出井孔模式频散曲线的一个与通常波导不同的现象。
  • 摘要：在模式识别中，由于对象或条件限制，样本集中往往某些类别样本数量远大于其他类别。使用不均衡数据训练的分类器趋向于把样本识别为多样本类别(通常定义为"负类")，忽略少样本类别(定义为"正类")，严重影响分类器的实际性能。 数据处理，即调整训练集中各类样本的数量及分布，是解决数据不均衡问题的主要方法之一。现有算法包括多种降采样和超采样算法，但大多缺乏数据处理的理论指导。针对上述问题，本文从数据处理角度提出最近邻重采样算法(Nearest NeighborRe-sampling， NNR)以代价敏感学习理论为原则，综合数据清理、各类别样本数量的均衡并控制样本集的总体数量以提高所训练分类器识别性能，减少对训练时间和收敛速度的影响。
  • 摘要：当前水声换能器领域研究集中在获取低频、宽带、大功率特性等方面。复合棒换能器以其结构简单，功率容量大等特点一直应用广泛。本文利用有限元分析软件对传统的前盖板为喇叭形的压电复合棒换能器的结构进行改进，即在前盖板穿一个单孔，研究穿孔产生的多模耦合振动，以利用多模耦合振动改善换能器的带宽特性。
  • 摘要：F湖是我国著名的高原深水湖泊，湖南北长31。5km，北部宽(最宽11。5km)，南部窄(最窄3。2km)，有212km2的广大面积，最大水深155m，大于100m水深的面积占全湖面积的45。5%，少于10m水深的仅占4。1%，具备深水试验场的条件，对其自然环境噪声的研究一直是该湖声学特性研究的重要方面。本文初步分析讨论了F湖自然环境噪声及其相关特性，认为F湖环境结构复杂导致噪声种类多、分布广、相对一般海区中频谱级为高，特别是带有云贵高原频繁地质活动形成的噪声和特殊异常噪声，总体上呈现出多源混合叠加环境噪声的特性。
  • 摘要：压制性干扰是指使用干扰设备发射大功率干扰信号，使敌方电子设备接收到的有用信号模糊不清或完全被掩盖，以至难以或无法检测有用信号的电子干扰。噪声干扰器是一种常用的水声对抗器材，通过发射一定频段上的随机噪声，把噪声传给声呐接收系统，增大其输入端的噪声水平，降低其信噪比，降低探测距离和精度，其功能是当舰艇遭敌方声呐探测、跟踪或声自导鱼雷、线导鱼雷攻击时，用强噪声进行干扰，掩护本舰艇规避机动。本文分别研究了干扰器和月标在同一位置和不在同一位置时有效压制十扰区域的确定方法，给出了噪声干扰器有效压制干扰区域的模型和计算方法。针对实际战场态势和敌我双方战技参数等确定的有效千扰区域可以直接用于指挥员作战指挥的辅助决策。
  • 摘要：矢量水听器为一空间共点阵，单水听器即可实现目标二维方位估计。近年来，大量学者对单矢量水听器的方位估计问题进行了研究。当矢量水听器用于目标探测时，复杂多变的海流会使其姿态发生俯仰、翻转等变化，它的应用需要进行姿态修正。本文从姿态修正的基本原理出发，对单矢量水听器远场目标测向方法进行了探讨，仿真初步验证了算法有效性。
  • 摘要：差异进化(Differential Evolution，DE)算法是Ken Price在求解Chebychev多项式拟合问题时提出的一种有效算法。差异进化算法是一种全局优化策略，算例证明对实数值、多模式目标函数优化测试等问题有极佳的寻优效果。DE算法除了有较好的收敛性以外，计算过程的理解和实现非常简单，计算中使用的控制变量少，且在优化过程中保持不变。本文将差异进化算法用于海底地声参数反演，着重讨论该算法抗噪声的性能。白色噪声和有色噪声数据分别选用匹配场和浅海地声反演的基准数据，并用两个误差标准以及目标函数讨论反演参数的精度;2005年1月南海实验数据反演处理，比较实测的声场和海底反演参数计算的声场，验证差异进化算法的抗噪声能力。
  • 摘要：在经典的主动声纳回波定位中，通常由单个换能器或水平换能器阵反波束形成后发射设计好的时间波形，而接收在平面波假设情况下是时延求和波束形成(BF)加上以发射信号为拷贝向量的匹配滤波(MF)。存在问题是发射和接收信号在信道中传播产生时延和多卜勒频带扩展，BF和MF没有利用信道知识，导致性能下降。因而对于海洋信道尤其是浅海信道中的主动目标探测，需要同时发展利用海洋信道传播特性知识的发射和接收的空一时聚焦回波定位。其中发射是多路径补偿的反波束形成，即时反聚焦发射。将能量和波形聚焦在欲探测的目标位置处。接收则是多路径补偿波束形成加上模基匹配滤波(MBMF)，对于小尺度水平阵，由于时延扩展小，仍然可以利用时延求和BF。论文主要研究基于垂直阵的时反聚焦发射和基于水平六角阵的时延求和波束形成、模基匹配滤波的沉底和掩埋小目标探测技术。
  • 摘要：拖曳式线列阵声纳左右舷模糊问题由来已久，是实际应用中一个不可回避的问题。线列阵声纳在拖曳过程中会产生畸变，不考虑阵型的畸变而进行波束形成必然会造成输出结果不准。另外，畸变能提高拖线阵的左右舷分辨能力，但拖曳过程中阵形仍能大致保持一个直线状态，因此会在波束输出的共轭方向(镜像)出现一个较亮的虚源，存在左右舷模糊现象。本文以拖曳双线阵为例，首先给出了阵元畸变情况下双线阵的指向性函数，发现在给定角度的某些频点上双线阵无法分辨目标的左右舷，而其它频点上目标镜像的输出幅度大小有规可循。然后根据这种现象提出了剔除指定角度上不能分辨左右舷的频点，补偿其它频点，将目标方向信号幅度抑制到最小的方法。最后给出了阵元位置y坐标随机分布情况下波达方向为右舷90度，宽带白噪声背景下的左右舷模糊抑制效果。
  • 摘要：时间反转镜(Time reversal mirror:TRM)在水声信道慢变化时，具有无需信道详细先验知识的前提下，消除介质不均匀和边界对探测的影响，实现声信号源位置点的时间、空间聚焦，自适应完成信道均衡的优点。单阵元的TRM被动定位机理及性能已得到了实验的验证。本文将研究垂直二元阵的TRM被动定位原理，并结合水池实验进行分析所提方法的正确性。
  • 摘要：被动声纳目标识别主要根据目标航行时辐射噪声的不同来实现的，如何从目标辐射噪声中提取稳定有效的识别特征是被动声纳目标识别的关键环节。众所周知，舰艇的辐射噪声的功率谱是由连续分布的宽带噪声谱和在若干个离散频率上的窄带线谱分量构成的。这些谱特征直接与产生它们的现象是有关的，通过对谱进行细致的分析，可以得到声源的许多信息，为目标识别提供重要依据。rn 本文主要针对被动声纳目标识别，着重研究线谱特征提取方法和连续谱特征量的提取。
  • 摘要：声波在不平整界面上的散射机理和散射强度变化的规律是海洋声学研究中的一个基本问题。在复杂的海洋环境特别是浅海中，起伏海面、不平整海底对声波的散射作用是声波远距离传播过程中的重要损耗因素，也是主动声纳混响的主要贡献。小斜度近似散射理论将小粗糙度时的低阶微扰散射理论和大粗糙度时的Kirchhaff近似散射理论有效地统一起来，可用于计算低频和高频情况下的背向和前向散射。rn 本文基于小斜率近似理论，并将界面粗糙度表示为幂律粗糙度谱，计算粗糙海面、海面附近气泡层以及粗糙海底界面散射强度，并在水平分层介质波导中分析界面散射对低频声传播的影响。
  • 摘要：非线性内波对声场传播损失和强度起伏研究是海洋声学领域的热点研究问题之一。D。Rouself推导了内波传播引起声简正波耦合的理论，并给出简正波系数的起伏规律。R。H。Headrich等[2]研究了内波对简正波到达时间结构的影响。J。X。Zhou等研究了非线性内波波包链与声波的共鸣现象，并阐明了产生声传播损失随频率强烈起伏的原因。 本文对2005年黄海试验(AEYFI05)的数据进行了分析，并讨论了非线性内波对声传播造成的影响。
  • 摘要：随着人类对海洋研究的日益深入，迫切需要超低频换能器以满足各种水声研究和水声设备的需求。所以研制一种性能稳定、体积相对小巧，结构简单的超低频换能器成为研究重点。本文利用圆管纵向开缝原理，提出了一种超低频换能的设计思想。运用ANSYS有限元软件设计了一个工作频率80Hz，发射电压响应128dB的超低频水声换能器，以满足水声研究的需要。
  • 摘要：对于横向尺寸大于四分之一波长的大尺寸焊头，横向振动的影响不可忽略，其和纵向振动产生耦合，导致焊头的输出端而振幅不均匀，所以必须采用振动控制方法，消除横向振动的影响，使得焊头输出端面振幅均匀。开槽是用于拟制焊头横向振动最常用的方法。本文首先计算出大尺寸立方形半波振子做三维祸合振动时的等效波数，其反映了横向振动对纵向振动的影响，然后将开槽的大尺寸立方形焊头合理分成若干单元，把焊头单元和大尺寸立方形半波振子比较，利用等效阻抗的概念得出了焊头的频率方程，为大尺寸立方形焊头的设计提供了理论依据。
  • 摘要：换能器实现宽带工作特性一直是设计者所追求的目标之一，国内外许多文献都阐述了展宽换能器频带的方法。文献讲述了一种新的展宽Ⅳ型弯张换能器频带的方法，将两个平面活塞分别装在换能器的短轴端面上(BBT)。专利描述了一种单面活塞声源，并且弯张壳体采用不等厚设计，增大了辐射活塞的振动位移。本文尝试将单臂弯张换能器和纵向换能器结合起来，将纵向换能器的后质量块设计成弯张式结构，其短轴项点的位移可以传递到活塞辐射面上，从而提高纵向换能器的声辐射能力，设计这种新结构，以求实现一种高低频段兼顾的宽带发射换能器。
  • 摘要：聚焦超声技术已被当作一种无损的、有效的局部高温肿瘤治疗新技术来研究。相控聚焦因其独特的焦点可偏转特性，具有显著的临床应用意义，近年来已成为聚焦技术研究中的热点。本文推导了平面圆环相控聚焦辐射声场计算方法，设计制作了一种平面圆环相控换能器阵，并进行了声场的理论计算和实测结果的对比，结果显示该相控阵能在中心轴上实现良好的聚焦。
  • 摘要：目前水下目标检测中，目标声源级不断下降，使声纳系统性能检测难度增大。基于常规信号处理的解决办法需要制作低频、大功率、大尺寸的阵列，但这样往往会受到实际工程的限制。本文提出一种采用Tavlor级数展开的虚拟阵元声压场估算方法。本方法针对有限尺度基阵，根据已知阵元接收的数据，运用泰勒级数展开方法，估计虚拟阵元上的接收数据，为后续阵列信号处理奠定了基础，也使基阵孔径在虚拟意义上得到了扩大。仿真结果表明了方法的有效性。
  • 摘要：矢量水听器可以同时接收声场中某点处声压和质点振速信息，而且具有与频率无关的偶极子接收指向性。由于相干源信号的声压和质点振速是完全相干的，而各向同性噪声场中的声压和质点振速等四个分量是相互独立的，因此，矢量水听器的独立维数增大到。本文讨论基于矢量阵的近场聚焦波束形成方法和特点，探讨利用矢量阵对近场的噪声源进行声源识别的可行性和优缺点。
  • 摘要：硅微传声器是声学微机电系统(Acoustic MEMS)的重要组成部分，主要分为电容式微传声器和压电式微传声器，目前，电容式微传声器已经走向产业化。与电容式相比，压电式微传声器具有很多优点，它不需电容微传声器的偏置电压，从而不需DC-DC集成电路，相对电容式微传声器，压电式微传声器的微加工工艺流程简单，因此压电式将比电容式具有更好的实用价值，但是其关键指标灵敏度还较低。本文设计并制作了一种基于压电PZT薄膜压电常数工作的压电微传声器，即利于PZT薄膜在纵向极化作用下纵向振动模式工作，以下简称为d}模式。受到湿法体硅微加工工艺的限制，大多数压电微传声器的振动膜采用方形结构，为了提高压电传声器的灵敏度和成品率，本文设计了具有环形叉指电极和圆形振动模的微结构。
  • 摘要：随着硅微传声器的小型化，导致振动膜面积的减小，传声器的灵敏度大为降低。为了弥补振动膜面积减小对灵敏度的影响，可行的办法是降低振动膜张力。为此本文研究了一种特殊的振动膜外围边缘开微小槽的方法来降低振动膜张力的结构，使传声器灵敏度得到了一定的提高。
  • 摘要：石油井下仪器在高温、高压特殊环境下工作，要求各仪器间的连接可靠，并具有很好的实时性和灵活性。控制器局域网CAN(Controller Area Network)是一种多主机串行通讯网络，能有效地支持具有较高安全等级的分布式实时控制。CAN抗干扰能力较强，特别适用于在工业应用环境下的数据通信，其通信链路可以连接多个单元，有比较好的实时性和先进的优先权解决方案，传输速率可达1Mbit/s，除去数据帧中必要的附加协议信息外，其传输速率可满足井下仪器与井下遥测电子线路短节之间数据交换的需要，是一种比较好的解决井下仪器互连的方案，本文以多极子阵列声波测井仪(简称MPAL)为例进行分析。
  • 摘要：混响是主动声纳的主要干扰之一，同时混响信号也包含了大量的环境参数信息，因此对混响的建模一直是水声物理研究的热点之一。对于浅海混响，特别是负梯度水文情况，产生混响的主要因素是海底散射，海底散射分为粗糙界面散射和海底介质体积不均匀性的散射，以往的混响建模过程中，对海底散射的处理主要有两类方法:一类是利用经验散射函数(如Lambert散射定律)来拟合海底散射的平均角度关系;另一类方法就是分别对粗糙界面散射和海底介质体积不均匀性散射进行物理建模，然后叠加获得海底散射函数。本文将在混响模型的基础上，假设海底散射满足一定的随机散射特性，从而建立起浅海低频远程随机混响模型。
  • 摘要：在声波测井波形信号中波至点是波形的起始时刻，它具有起跳时间最早、能量很强的特点。同时波至时间还包含了声波在地层中传播速度，岩石孔隙度等信息量。在声波测井资料处理中，信号的波至时刻是重要的信息，如何有效、精确地提取这些信息是声波测井分析的一个关键问题。本文主要对比分析基于声波测井波形信号时窗属性特征方法和时频分析方法在提取波至点方面的应用，总结它们的优缺点以及影响它们的因素。
  • 摘要：在阵列声波测井数据的处理过程中需要快速有效的方法来提取声波慢度。当前，阵列声波慢度提取常用的方法是慢度一时间相关分析法(STC方法)，但STC方法存在一些问题:如计算次数较多从而影响慢度提取的速度;寻峰容易陷入局部最大值点从而影响慢度提取的精度。遗传算法是基于自然选择和基因遗传学原理的全局优化搜索算法，可以对一个复杂的、多峰的、非线性及不可微的函数实现全局搜索。因此容易得到全局最优解或性能很好的次优解。本文探讨了在STC方法中使用遗传算法寻相关系数峰值的算法和实现方法。
  • 摘要：快速地层一般指裸眼井声波时差低于套管声波时差87 s/m的地层。对于声幅一变密度测井(CBL-VDL)，快速地层下地层波早于套管波到达，声幅曲线和变密度图都受到地层波的影响，测量结果不能反映真实的固井质量。随着深层油气田(大多位于石灰岩、白云岩或火成岩中，纵波速度达6500m/s以上，均为快速地层)的开采，准确评价快速地层固井质量成了急需解决的实际困难。本文建立柱状多层套管井模型，对比分析快速地层下胶结良好与Ⅰ界面窜槽时波场随着频率和接收距的变化特征，寻找评价快速地层固井质量的可行方案。
  • 摘要：阵列是指由若干个阵元按照一定的几何结构排列而成的系统,如果阵元为传声器或扬声器,该阵列称为声阵列。rn 线性阵列是一组排列成直线、间隔紧密的辐射或接收单元,并且每个单元具有相同的灵敏度与相位。线性阵列的概念并不是今天才有的,最初是由美国著名声学专家H.F奥尔森提出的。1957年奥尔森先生在其经典声学专著《声学工程》中，论述了线性阵列特别适合远距离的声环境。这是因为线性阵列能够提供非常良好的垂直覆盖面的指向性，可以取得良好的声效果。rn 本文在理论建模的基础上，通过模拟点声源和无限大障板上的活塞声源所组成的线性阵列的大气中的远声场分布，分析不同组阵方式(阵元不同、阵元间距不同)所产生的线性阵列声场分布，得出了大气中线性阵列的声场分布的基本特性，以利于大气中声场分布的进一步研究。
  • 摘要：放大性能是亥姆霍兹共振器的重要特性，而结构参数是影响放大性能的决定性因素。本文对短管为细管的圆柱形亥姆霍兹共振器的共振频率、响应函数、品质因数进行了理论推导，并对结构参数对品质因数即放大性能的影响进行了详细的理论研究，这项研究对共振器的设计和性能改进具有重要意义。
  • 摘要：傅立叶变换将函数投影到三角波上，将函数分解成不同频率的三角波，在光滑平稳信号的表示中，傅立叶基已经达到了近似最优表示，但是日常生活中的信号并不是一直光滑的，而且奇异是平凡的。由于傅立叶变换的这种局限性，近年来小波理论得到了快速的发展。小波变换是一种把时间和频率结合起来的时频分析方法，D。L。 Dohono在小波变换的基础上提出了小波软、硬阀值消噪法，此方法简单有效，得到了广泛的研究。小波阈值去噪是根据噪声通常表现为高频信号的特性，对小波分解的高频系数进行门限阈值处理，达到去噪的目的。
  • 摘要：当波在具有周期性结构的媒质中传播时，会产生通带和禁带的特殊现象，叶真等人曾利用传播矩阵的方法，对声波和重力波在具有周期性结构的媒质中的传播进行了理论上的研究。本文主要对余弦底面水槽中的浅水波进行实验研究。
  • 摘要：心肌肌桥是指冠状动脉某节行走于心肌之中，心肌收缩会导致冠脉该段的暂时狭窄甚至闭塞，而在舒张期血流却是基本正常的。心肌肌桥可能导致心肌缺血、心绞痛、心肌梗塞、致命性心律失常甚至猝死。因而研究肌桥的血流血压关系对于该病例的诊断、治疗具有重要意义。目前冠脉内超声成像技术研究心肌肌桥主要采用血流储备、冠脉阻抗等参数，但血流储备未能将冠脉的形态变异、血流速度和血压等因素综合考察;冠脉阻抗虽然考虑了这些因素，但也只提供基频和几次谐波上血压与血流量的比值。而时变因果相干函数，可以在时域和频域上综合观测两个信号之间的相互关系，本文将它引入冠脉内超声成像技术中的冠脉血流、血压信息的分析，并从中提取各频率上的平均幅度谱，研究心肌肌桥血压和血流量的相关程度。
  • 摘要：医学成像技术能直观显示组织的病变，在医疗诊断中发挥重大的作用，许多研究正在努力提高成像的精度和组织分辨能力而得到广泛重视。超声成像技术能获得声阻抗的分布图像，但是生物软组织较小的声阻抗变化限制了它的应用，而其电阻抗具有较大的变化范围，电阻抗成像技术(EIT)利用电流注入和组织表面电压测量，能够得到高对比度的图像，但是该技术受到低分辨率和绝缘组织屏蔽效应的限制。 本文基于磁感应涡流激发、组织振动、声传播和超声检测等理论提出磁感应磁声激发和磁声断层成像原理，推导了磁声信号的公式。通过对双层柱状模型进行计算机仿真和实验测量，并用反投影算法进行断层成像，实验和理论结果(接收波形和断层重建图像)完全符合，证明磁感应磁声断层成像技术可以有效实现不同电导率生物组织的断层边界成像，对于组织病变引起的生物组织电导率变化的检测灵敏有效，对于癌症的早期诊断有十分重要的意义。
  • 摘要：骨质疏松症是一种常见的疾病，应用超声导波来测量皮质骨的厚度进而反映骨质的健康状况成为近年来的研究热点。本文使用板和管来仿真长骨，应用短时傅里叶变换(STFT)分析皮质骨仿体中超声导波模式的群速度，然后由群速度得到仿体厚度。最后将实际值与实验值进行比较，并对结果进行分析和讨论。
  • 摘要：超声造影剂微泡在医学诊断和治疗中具有强大的应用潜力。超声造影剂借助于特定配体在靶区聚集，可得到较高分辨率的炎症、肿瘤新生血管、动脉硬化图像，为疾病早期检测和定征提供了可能。此外，包裹药物的超声造影剂可用于靶向给药，造影剂破裂后释放药物到邻近靶区，可减少治疗中的副作用。为建立超声造影剂微泡有限元模型来研究粘附对微泡声学特性的影响，本文初步研究了自由微泡有限元模拟，考虑了简单空气泡和弹性包膜微泡两种情况，分别和解析模型RP及Church方程的模拟结果进行了对比。
  • 摘要：水声信道是一种极其复杂的时、空、频变参随机多径传输信道，其主要特点表现为强多途、大起伏、窄带宽及高噪声干扰背景，是至今存在的难度最大的无线通信信道之一。如何在水声信道中实现高传输速率、低误码率的水声通信性能成为水声通信研究的重点。要达到低误码率的水声通信性能，必须进行信道纠错码技术。近年来，LDPC( Low-Density Parity-Check，低密度奇偶校验)码以其接近香农限、低译码复杂度的优异性能，引起了无线通信界的广泛关注，成为当前信道编码中的热门研究内容。LDPC码在频率选择性衰落信道中具有极好的性能，目前国内外水声界研究LDPC码在水声信道中的应用还较少，本研究尝试选择LDPC码作为水声通信系统中的信道编码方案，通过仿真研究其在水声信道下的性能特点，为水声通信系统参数的选择提供参考。
  • 摘要：基于时延估计的三元阵(包括三元子阵)被动定位技术是对目标进行被动定位的典型方法，它要求三阵元位置(或三子阵中心位置)必须成直线，否则会对测距结果造成很大误差，这对实际安装和布放提出了很高要求，从而限制了它在更多方面的应用。本文以简单三元阵为例，在对称直线阵被动定位原理基础上推导了不等间距非直线三元阵精确定位公式，将非直线阵形误差角用于修正测距、测向公式中，并进行了海上实验，在近距离有效范围取得较为满意的结果。
  • 摘要：光纤水听器和矢量水听器是近些年来出现的新型水听器，与普通声压水听器相比，它们有着较为优越的性能，光纤矢量水听器结合了二者的优势，有着更为广阔的应用前景。rn 矢量水听器测量声场声压和振速等物理量的组合具有一定的空间指向性，从而可以用单矢量水听器进行方位估计。本文将一路声压信号和3个互相垂直的轴上振速信号看成是一个四元基阵的四个基元的输出信号。即是将一个单光纤矢量水听器看成是一个四基元的阵列，然后利用阵列信号处理中的最小方差无失真响应(MVDR)方法对单光纤矢量水听器做波束形成，从而对目标进行方位估计，取得了较好的效果。
  • 摘要：球面麦克风阵列由于本身结构具有对称性，形成的波束方向可以随意调整且保持波束形状不变，因此被广泛的应用于波束形成、声场分析、声场获取、声场重现等领域，近年来逐渐成为研究热点。现有的球面麦克风阵列波束形成技术，当波束方向改变时，需要重新计算全部波束系数，复杂度很高。本文提出了一种快速算法，保证精度前提下，使用若干组预先算出的波束系数。通过对系数的旋转、对称等映射变换，得到任意方向的波束系数。
  • 摘要：线性调频信号是一种频率随时间线性变化的信号，广泛应用于声呐探测和雷达系统，同时也是蝙蝠用来探测障碍物的一种信号。这种信号具有较高的距离分辨率，且回波能携带丰富的障碍物信息。 本文选取连续发射线性调频(Continuous Transmitted Frequency Modulated，CTFM)作为发射探测信号，通过对其分析并结合雷达系统中的一维距离像法进行了导盲系统的研究。通过研究现行扫频信号的性质，将其应用于导盲系统，并进行了导盲系统的初步研究设计。
  • 摘要：超声波人脸识别技术不同于传统的可见光、红外线等人脸识别技术，具有不受光线、温度影响的优势，逐渐引起研究者的兴趣和关注。2005年到2007年，澳大利亚Wollongong大学的Phillip Mckerrow等人利用统计分类的方法分析了单一表情的人脸超声回波数据，结果显示在小样本(0人)的情况下，超声回波中的人脸信息能够较好的完成人脸分类任务。 2007年，设计了完整的超声波人脸识别系统，并采集了10人的超声人脸识别数据。通过改进特征提取方法，识别正确率提升了1S%以上新的特征提取方法提升了超声波识别人脸的性能。rn 在此基础上，本文进一步研究了不同探测方向及不同表情下面部超声回波的特点，设计实验并采集了110人的多表情多姿态回波数据，通过合理的选择特征向量及模式识别分类器，在大样本及实验室条件下，超声波人脸识别的识别正确率最高可达到99%。rn 本文第二部分讲述了超声波人脸识别的算法及系统实现;rn 第三部分通过实验对算法及系统性能加以验证;rn 第四部分总结全文。
  • 摘要：高速水声通信与远距离声纳目标检测需要在低信噪比条件下克服海洋声信道中存在的严重多途效应。由于海洋声信道的混响时间较长，造成信道响应具有稀疏性(Sparse)特点。在实时传输场合，滤波器需要更新的抽头数目十分庞大，这势必增加算法的计算复杂度。论文首先采用一种具有相位补偿能力的改进的常数模盲均衡算法(MCMA)完成冷判决反馈均衡的冷启动，之后进入判决引导过程，针对稀疏水声信道特点，仅对信号能量有意义的部分的时间点加以考虑，完成滤波器权值的快速更新，从而得到稀疏水声信道的判决反馈盲均衡算法(Sparse DFE)。该算法有效减小了判决反馈滤波器的计算量，并且稳态均方误差小于全阶判决反馈均衡器((Full DFE)。
  • 摘要：被动阵列信号处理中，波达方向(Direction of Arrival，简称DOA)估计的常用方法有时延估计方法、波束形成方法、子空间类方法(如MUSIC、ESPRIT算法)、拟合类算法如最大似然估计(ML)、加权子空间拟合(WSF)等。其中，拟合类方法均可归结为搜索最大似然函数极值的问题。该类方法优点是鲁棒性好，缺点是多维非线性搜索具有较大的计算量。本文将Neider-Mead单纯形优化算法应用于AML波达方向估计算法中。实际应用表明，该算法的计算复杂度低于MUSIC算法，估计性能优于时延估计算法。
  • 摘要：拖曳线列阵声纳采用水听器阵列和先进的信号处理手段来提高对目标的检测和定位能力，而波束形成作为声纳检测目标的主要手段，在其中起到了核心的作用。在实际应用中，由于恶劣的自然环境、人为干扰以及硬件的使用寿命等原因，拖线阵的水听器阵元出现损坏的概率是非常大的。水听器阵元出现损坏后，其输出信号就会产生失真。本文提出了一种阵元失效条件下拖曳线列阵波束形成的优化方法，其基本思想是将失效阵元的权重强制为零，然后保持期望方向的信号输出功率不变，并使得旁瓣区域的信号输出功率最小，从而使阵列的旁瓣级重新得到抑制，在一定程度上改善阵列的性能。仿真结果表明该方法可行、有效。
  • 摘要：信道盲辨识是指在不需要发送端发送己知训练序列的情况下，而只根据系统的输出观察值，以及输入信号和信道的一些先验知识，对未知的时变信道自适应地进行估计的技术。利用估计得到的信道响应函数设计均衡器恢复源信号，为实现水下多用户、高速率、高可靠性的信息传递提供重要的理论依据。本文首先建立了水下通信系统的MIMO模型，根据文献的相关理论，利用信号子空间和噪声子空间的正交性实现MIMO水声信道盲辨识，计算机仿真结果验证了该方法的有效性。
  • 摘要：双/多基地声纳技术就是近些年来发展起来的探测现代安静型隐身潜艇的新技术。界面散射和目标低频声散射的特征辨识对主动声纳有效探测、识别隐身潜艇十分重要。在主动声纳中，界面散射主要来自界面混响，因此，需要进行界面混响的特征研究。 传统的混响仿真主要是基于散射元功率谱，将其迭加到某一时刻的功率谱，再通过AR模型得到时域混响。这种方法产生的混响不能保留不同阵元通道间的空间相关性，得到的混响数据无法进行基元级分析，为了利用各通道的相关性信息，本文采用散射元处信号直接叠加的方法来产生多通道混响信号。
  • 摘要：随着水声技术的不断发展和水下系统结构复杂程度的增加，水下数据采集、存储和传输的数据量也不断增加。近年来全球网络发展迅猛，涌现的P2P技术突破了传统的服务器/客户端传输的局限性。在水声数据传输中采用点对点技术(Point to Point，P2P)，将在日益发展的水声技术应用领域中起到重要作用。
  • 摘要：近十几年来,有关周期结构中的波动现象已成为研究热点。但绝大多数的研究都围绕布拉格反射展开,有意无意地忽略了远离布拉格共振区的物理现象。最近的理论和实验研究证明在周期波导中,除了布拉格反射产生的禁带外还存在一种由非布拉格反射导致的频域禁带。本文简单介绍了周期波导中存在非布拉格反射这一现象，该反射是由不同横向模式与波导周期结构之间相互作用产生的，已不同于传统的布拉格反射概念。理论分析给出了产生非布拉格反射的条件，通过简单计算可以大致给出非布拉格反射的顺率。数值模拟还展示了非布拉格反射对于布拉格反射的巨大优势，这一特性有可能为相关应用领域提供史加有效的解决方案。
  • 摘要：惠更斯原理已被公认为研究波动干涉、绕射问题的有力工具与定量分析的基础。但它尚存在一定的缺陷,最明显的不合理之处就是对次生源发出的子波只考虑向前传播部分而回避了向后传播的部分。一些修正方案[1-3]引入适当假定,使次生源具有诸如(1+cosθ)类的指向因子,但对其产生机制仍缺乏深入的分析。本文以流体内传播的平面波为例，对于与波阵面重合面内产生次生源的机制作了合理的微观解释，得出面内同时产生两组不同次生源，求出了它们相应辐射的子波及迭加结果的精确解，与波动理论所得结论相符，较圆满地解析了不产生“后退波”的机制。

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