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矢量混响特性研究

作者：杜敬林 Publish: 2007-8-21 Hits:-

【中文题名】

矢量混响特性研究

【英文题名】

Research on the Characteristic of Vector-Sensor Reverberation

【学科专业】

水声工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-8-21

【中关键词】

混响,矢量水听器,能流密度,相关性,,

【英关键词】

reverberation,vector sensor,energy flux density,correlation,

【分类导航】

工业技术>一般工业技术>声学工程>水声工程>>

【论文摘要】

混响信号是声波传播过程中随机起伏的海面或不平整的海底或海水媒质内部的随机不均匀性形成的反向散射在接收点所收到的声信号。混响包含有水下波导声学和海洋特性的信息，一直是理论和试验研究的课题。混响是伴随发射信号产生的，是主动声纳系统主要的背景干扰，大大限制了声纳的作用距离和参数估计性能。为了改善主动声纳的工作性能，须对海洋混响特性进行研究。长期以来，国内外学者对海洋混响的研究，都是针对声压这一物理量而言的。矢量水听器的问世，改变了这种源信息的单一性，它可以同时测量声场中的声压p(t)和质点振速的三个正交分量v_x(t)，v_y(t)，v_z(t)，比单纯的声压p(t)含有更多的信息，可以更充分、更全面地描述混响这一散射场。本文以混响理论和矢量声学理论为基础，首先利用单元散射模型和点散射模型对海洋混响进行了研究和仿真，结果表明：矢量水听器可以抑制混响。其次，结合浅海低频矢量混响数据，从频率，概率分布，声压和振速的时空相关，混响信号的脉间相关和拷贝相关等统计特性进行了分析，结果表明：界面散射在浅海低频混响中起着重要作用，且浅海混响是各向异性的，存在明显的确定分量；混响场声压和振速的三个分量...

【论文题纲】

摘要	5-6
ABSTRACT	6-11
第1章绪论	11-15
1.1 概述	11-13
1.2 论文的主要内容安排	13-15
第2章海洋混响理论	15-22
2.1 海洋混响基本概念	15-16
2.1.1 混响的分类	15
2.1.2 散射强度	15-16
2.1.3 基本假定	16
2.2 混响理论基础	16-21
2.2.1 界面混响理论	16-17
2.2.2 界面散射特性	17-20
2.2.3 体积混响理论	20-21
2.3 本章小结	21-22
第3章矢量水听器混响的理论建模	22-35
3.1 矢量声学基础	22-23
3.2 矢量水听器混响仿真	23-33
3.2.1 单元散射模型	24-29
3.2.2 点散射模型	29-33
3.3 实验数据分析	33-34
3.4 本章小结	34-35
第4章矢量水听器混响统计特性分析	35-65
4.1 矢量水听器混响的频谱分析	35-37
4.1.1 概述	35-36
4.1.2 实验数据分析	36-37
4.2 矢量水听器混响的概率分布特性	37-41
4.2.1 理论分析	37
4.2.2 矢量水听器混响模型的概率分布特性	37-39
4.2.3 实验数据分析	39-41
4.3 矢量水听器混响的瞬时值自相关特性	41-43
4.3.1 理论分析	41-42
4.3.2 模型和实验数据分析	42-43
4.4 矢量水听器混响的时空相关特性	43-59
4.4.1 理论模型	44-47
4.4.2 单矢量水听器混响信号的相关性分析	47-49
4.4.3 混响场的空间相关性分析	49-53
4.4.4 实验数据分析	53-59
4.5 矢量水听器混响的脉间相关和拷贝特性分析	59-64
4.5.1 脉间相关特性	59-60
4.5.2 拷贝相关特性	60-61
4.5.3 实验数据分析	61-64
4.6 本章小结	64-65
第5章混响信号谱分析	65-78
5.1 混响信号的谱结构分析	65-70
5.1.1 理论分析	65-66
5.1.2 混响信号的局部平稳性分析	66-70
5.2 混响信号的时频特性分析	70-77
5.2.1 瞬时频率	70-71
5.2.2 WV谱和互 WV谱	71-74
5.2.3 实验数据分析	74-77
5.3 本章小结	77-78
第6章混响场矢量特性分析	78-102
6.1 基本概念	78-80
6.1.1 声能流密度	78-79
6.1.2 声强和复声强	79-80
6.2 混响声能流分析	80-83
6.2.1 声功率和瞬时声能流	80
6.2.2 瞬时相位差	80-81
6.2.3 瞬时相位差导数	81-82
6.2.4 实验数据分析	82-83
6.3 混响场空间特性分析	83-90
6.3.1 空间特性	83-85
6.3.2 实验数据分析	85-89
6.3.3 误差分析	89-90
6.4 混响相干性分析	90-93
6.5 矢量水听器抗混响	93-101
6.5.1 单矢量水听器抗混响	93-95
6.5.2 矢量阵抗混响	95-98
6.5.3 实验数据分析	98-101
6.6 本章小结	101-102
结论	102-103
参考文献	103-106
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果	106-107
致谢	107

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.39354



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