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海洋声学信息感知实验室海洋声学实验与人才培养 被引量:5
1
作者 李辉 杨坤德 +1 位作者 段顺利 杨秋龙 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2021年第1期17-20,共4页
海洋是我国经济社会发展的重要战略空间。该文在海洋强国战略背景下探讨国防发展对深远海领域的建设需求,以海洋声学信息感知重点实验室建设为例,结合多次海洋声学海上实验实践,从实验室构架、海上实验组织管理和学生培养等维度,探讨高... 海洋是我国经济社会发展的重要战略空间。该文在海洋强国战略背景下探讨国防发展对深远海领域的建设需求,以海洋声学信息感知重点实验室建设为例,结合多次海洋声学海上实验实践,从实验室构架、海上实验组织管理和学生培养等维度,探讨高校实验室在科技创新及人才培养中发挥的重要作用。通过近5年的建设,实验室定位明确,发展思路不断拓宽,在高校"双一流"建设中发挥了积极作用。 展开更多
关键词 海洋声学 信息感知 实验室建设
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基于掠射角声线修正及微分迭代的深海UUV免时钟同步定位方法
2
作者 康玉柱 申晓红 +2 位作者 王海燕 闫永胜 董海涛 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第3期496-508,共13页
水声传感器网络深海无人水下航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)主要根据几何原理进行水声定位。水下声速不均匀会导致声线传播发生弯曲,用恒定声速来计算节点和UUV之间的距离会产生很大的误差,同时水下环境的复杂性使水下节点和... 水声传感器网络深海无人水下航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)主要根据几何原理进行水声定位。水下声速不均匀会导致声线传播发生弯曲,用恒定声速来计算节点和UUV之间的距离会产生很大的误差,同时水下环境的复杂性使水下节点和UUV之间很难做到精确的时钟同步,且维持时钟同步的成本很高。针对节点、UUV间时钟异步和声线弯曲情况,提出了一种基于掠射角声线修正及微分迭代的深海UUV免时钟同步定位方法。该方法在声速剖面和节点接收端掠射角已知的情况下,可以获得比较精确的节点和UUV间水平距离,采用微分迭代方法提高UUV定位精度。通过Matlab仿真和Bellhop模拟实验进行了性能验证,结果表明传统声线修正方法已经不适用节点、UUV时钟异步情况,文中所提基于掠射角声线修正及微分迭代的深海UUV免时钟同步定位方法在掠射角估计误差存在的情况下可以明显提高UUV的定位精度。此外,在掠射角估计误差存在情况下仿真了基于掠射角的声线修正效果,对节点深度的设置和通信范围内节点的选择具有实际的指导意义。 展开更多
关键词 水声传感器网络 深海UUV水声定位 免时钟同步 声线修正 微分迭代算法
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Jensen-Bregman LogDet散度在正定矩阵流形上的水声传感器阵列DOA估计
3
作者 王柱颖 闫永胜 +3 位作者 张红伟 锁健 何轲 王海燕 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期338-346,共9页
由于传统的欧式空间方法无法有效反映协方差矩阵之间的差异,而导致信息损失,为了解决这一问题,提出了一种基于詹森-布雷格曼洛格德特散度(Jensen-Bregman LogDet divergence)的阵列波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计方法,将目标... 由于传统的欧式空间方法无法有效反映协方差矩阵之间的差异,而导致信息损失,为了解决这一问题,提出了一种基于詹森-布雷格曼洛格德特散度(Jensen-Bregman LogDet divergence)的阵列波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计方法,将目标方位估计问题转化为矩阵流形上两点间的几何距离问题,揭示了方位估计与黎曼空间矩阵流形的映射规律,从而得到了几何距离最小值处对应的角度即为目标入射角度的结论,并通过构建两个强鲁棒性的矩阵流形,完成了矩阵信息几何DOA估计理论模型的建立。通过模拟仿真与实测数据对所新方法进行了验证。验证结果表明:与现有的最小方差无失真响应算法和多信号分类算法相比,新方法在低信噪比环境下拥有更好的估计精度;新方法的应用具有一定的实际意义和应用前景,可以为海洋防御及民用领域中的水下目标方位估计等提供坚实的技术支持。 展开更多
关键词 海洋 阵列波达方向估计 詹森-布雷格曼洛格德特散度 矩阵流形 矩阵信息几何
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南海南部海域深海环境噪声统计特性分析 被引量:1
4
作者 杨秋龙 杨坤德 马远良 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1419-1428,共10页
针对海洋噪声对声呐信号处理和声呐性能评估的背景干扰问题,本文分析了南海南部海域夏季和冬季实测深海环境噪声的深度分布、经验拟合和概率密度分布等统计特性;利用参数化模型得到了噪声谱曲线及其与风速、波高、1 kHz谱之间的经验拟... 针对海洋噪声对声呐信号处理和声呐性能评估的背景干扰问题,本文分析了南海南部海域夏季和冬季实测深海环境噪声的深度分布、经验拟合和概率密度分布等统计特性;利用参数化模型得到了噪声谱曲线及其与风速、波高、1 kHz谱之间的经验拟合结果;提出了基于Weibull和Burr分布噪声谱级概率密度拟合方法。结果表明:400 Hz以下800 m以浅夏季噪声谱级中值比冬季高约6 dB,低频航船噪声谱级概率密度(PDF)服从Burr分布,高频风关噪声PDF近似服从高斯分布,夏冬两季噪声统计特性差异与中尺度涡旋分布、声信道传播损失和航船噪声源密度密切相关。 展开更多
关键词 环境噪声 水下 深海 统计特性 季节特征 相关性 经验模型 概率密度 南海南部
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基于结构参数变化的封闭空间声场听觉感知变化性研究 被引量:1
5
作者 李荣 曾向阳 +1 位作者 王海涛 李娜 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期671-678,共8页
封闭空间在现实生活中广泛存在。然而,有关因封闭空间的结构参数(如容积、形状等)改变引发室内声场听觉感知变化性的研究则很少见,尤其缺乏系统深入的量化研究。为此,首先以双耳可听化技术配合室内声场测量,通过对听觉场景的模拟,获取... 封闭空间在现实生活中广泛存在。然而,有关因封闭空间的结构参数(如容积、形状等)改变引发室内声场听觉感知变化性的研究则很少见,尤其缺乏系统深入的量化研究。为此,首先以双耳可听化技术配合室内声场测量,通过对听觉场景的模拟,获取了不同结构参数条件下的封闭空间室内双耳信号若干。随后,借助听音实验,对上述双耳信号开展了空间听觉感知变化性及其变化程度的定量评价研究。研究发现:(1)封闭空间容积、形状、壁面吸声系数的改变均能够引发声场听感变化,按照其变化明显程度(从大到小)排序为:壁面吸声系数、形状、容积;(2)变换听音位置,能够在一定程度上影响因空间容积与形状改变导致的室内声场听感变化性。 展开更多
关键词 封闭空间 听觉感知 听觉虚拟仿真技术 听音实验 实验设计 可靠性分析
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部分范数约束的稀疏恢复算法及其在单载波水声数据遥测中的应用 被引量:2
6
作者 伍飞云 杨坤德 童峰 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期127-132,共6页
对于单载波水声数据压缩与恢复问题,压缩感知能以较低能耗获得信号压缩与恢复效果。但压缩感知核心目标是直接求最小l_0范数,该问题表现为NP难问题,因此,常将其转化为求l_1范数约束最小化问题,而求l_1范数约束最小化的稀疏解精度有限。... 对于单载波水声数据压缩与恢复问题,压缩感知能以较低能耗获得信号压缩与恢复效果。但压缩感知核心目标是直接求最小l_0范数,该问题表现为NP难问题,因此,常将其转化为求l_1范数约束最小化问题,而求l_1范数约束最小化的稀疏解精度有限。基于此,推导出基于部分范数约束的稀疏信号恢复算法,该算法通过部分范数约束在拉格朗日求解中增加一个零吸引项,从而动态分配稀疏抽头的软阈值。同时,该算法用于实际海上数据的遥测,结合离散余弦变换(DCT),可将单载波水声数据恢复精度提高。 展开更多
关键词 压缩感知 单载波水声数据 部分范数约束
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相似网络构建与表征的水下声信号检测 被引量:1
7
作者 张红伟 王海燕 +1 位作者 闫永胜 申晓红 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期58-66,共9页
水下声信号检测在海洋防御系统中扮演着不可或缺的角色,同时也广泛应用于民用领域。然而,在没有目标信号先验信息的情况下,目前仍缺乏行之有效的水下声信号检测方法。为此,该文提出了一种新的算法—相似网络,以解决在复杂海洋背景下水... 水下声信号检测在海洋防御系统中扮演着不可或缺的角色,同时也广泛应用于民用领域。然而,在没有目标信号先验信息的情况下,目前仍缺乏行之有效的水下声信号检测方法。为此,该文提出了一种新的算法—相似网络,以解决在复杂海洋背景下水下目标检测的难题。该方法结合了信息几何和复杂网络理论,通过将节点相似度度量问题转化为矩阵流形上的几何问题,测量不同时间尺度上数据之间的相似性,并构建时间序列数据的网络表示。同时还引入了图信号处理理论,以提取目标信号内部隐藏的动力学特性,从而实现无目标先验信息下的水下声信号检测。通过对仿真和实测数据的研究验证,证明了该方法的有效性。结果表明,相似网络方法优于现有的网络构建和目标信号被动检测方法,能够更有效地检测水下声信号,实现无目标先验信息下的水下声信号检测。 展开更多
关键词 复杂网络 信息几何 相似网络 声信号检测
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加权有向关联网络构建与表征的水中目标远距离检测
8
作者 张红伟 王海燕 +1 位作者 闫永胜 申晓红 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2584-2593,共10页
水中目标的远距离检测是海洋防御体系的关键技术之一,对国防及民用领域均具有十分重要的作用。然而,目前尚缺乏行之有效的水中目标远距离检测方法,特别是目标先验信息未知的情况下变的愈加困难。为解决这一问题,提出一种新的方法—加权... 水中目标的远距离检测是海洋防御体系的关键技术之一,对国防及民用领域均具有十分重要的作用。然而,目前尚缺乏行之有效的水中目标远距离检测方法,特别是目标先验信息未知的情况下变的愈加困难。为解决这一问题,提出一种新的方法—加权有向关联网络。通过矢量声信号到加权有向关联网络的映射,将信号检测问题转化为网络拓扑的表征,并通过对网络拓扑的特性分析及特征提取,实现无目标先验信息下的水中目标远距离检测。并通过仿真与实测数据对所提出的方法进行验证。研究结果表明:与现有的窄带互谱检测、冒泡熵等方法相比,所提方法能够检测到更低信噪比的水中目标,实现了无需目标先验信息的水中目标远距离检测;该方法的应用具有一定的实际意义和应用前景,可以为海洋防御和民用领域的水下目标检测提供有效的技术支撑。 展开更多
关键词 水中目标 远距离检测 复杂网络 矢量声信号 加权有向关联网络 无目标先验
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图网络在线异常检测跨域耦合模型优化方法
9
作者 孙旋迪 申晓红 +2 位作者 王海燕 闫永胜 锁健 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3261-3273,共13页
图网络在线异常检测模型在导弹系统网络通信模式监控、雷达系统恶意攻击识别,以及战机控制系统网络活动监测等应用领域中发挥着至关重要的作用。该检测模型将图谱域信号处理模型与时域检测模型相耦合,其高阶非线性处理过程给以高精度检... 图网络在线异常检测模型在导弹系统网络通信模式监控、雷达系统恶意攻击识别,以及战机控制系统网络活动监测等应用领域中发挥着至关重要的作用。该检测模型将图谱域信号处理模型与时域检测模型相耦合,其高阶非线性处理过程给以高精度检测为导向的跨域耦合异常检测的模型优化带来了巨大挑战。针对此问题,提出了一种图网络在线异常检测跨域耦合模型优化方法。该方法关注高阶非线性跨域耦合检测模型处理信号空时相关性,通过对图网络跨域耦合模型处理信号统计特性的精细推导,揭示该检测模型的空时耦合机理及耦合过程对检测性能的影响,为模型中关键参数的选择提供了依据,弥补了该领域以往仅依赖简化模型和经验进行参数选择的不足。仿真及外场试验结果表明:所提模型优化方法在确保图网络异常检测稳健性的同时,显著提高了检测准确率。 展开更多
关键词 图信号处理 异常检测 跨域耦合 空时相关性 模型优化
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三轴磁通门磁梯度仪转向差校正方法研究 被引量:17
10
作者 高翔 严胜刚 李斌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1226-1232,共7页
三轴磁通门传感器应用广泛,但其自身固有的零偏误差、灵敏度误差以及三轴非正交误差对其磁场测量精度有着较大的影响。针对磁通门梯度仪中磁传感器自身的性能参数和摆放方位不一致问题,提出了转向差的校正方法:分别建立了磁通门传感器... 三轴磁通门传感器应用广泛,但其自身固有的零偏误差、灵敏度误差以及三轴非正交误差对其磁场测量精度有着较大的影响。针对磁通门梯度仪中磁传感器自身的性能参数和摆放方位不一致问题,提出了转向差的校正方法:分别建立了磁通门传感器误差的自校准和互校准数学模型,并采用神经网络算法和最小二乘算法对模型参数进行求解。仿真和试验结果表明,整个校正过程简单可行,在不需要三轴无磁转台以及恒定磁场标准装置等复杂试验设备情况下,利用磁通门梯度仪在稳定的地磁场环境下采集多组磁场数据,能有效降低磁梯度仪转向差引起的测量误差。 展开更多
关键词 三轴磁通门传感器 磁通门梯度仪 转向差校正 神经网络算法 最小二乘算法
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一种目标响应自适应的通道可靠性跟踪算法 被引量:7
11
作者 王鹏 孙梦宇 +2 位作者 王海燕 李晓艳 吕志刚 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期1950-1958,共9页
为解决基于时空正则项的目标跟踪算法(STRCF)在目标短时遮挡时定位精度低和目标旋转时尺度估计不准确的问题,该文提出了一种目标响应自适应的通道可靠性跟踪算法。该算法在目标模型训练时加入了目标响应正则项,通过在求解过程中更新理... 为解决基于时空正则项的目标跟踪算法(STRCF)在目标短时遮挡时定位精度低和目标旋转时尺度估计不准确的问题,该文提出了一种目标响应自适应的通道可靠性跟踪算法。该算法在目标模型训练时加入了目标响应正则项,通过在求解过程中更新理想目标响应函数,使得目标被短时遮挡后可重新跟踪目标;加入通道可靠性评价各特征通道的可靠性,提高了模型对目标的表达能力;将目标图像转换至对数极坐标系下训练尺度滤波器,提高在目标旋转时的尺度估计精度。实验结果表明,该文所提算法较STRCF在平均中心位置误差中降低了28.54个像素,在平均重叠率中提高了22.8%,在OTB2015数据集下成功率曲线下面积较STRCF提高了1.5%。 展开更多
关键词 目标跟踪 相关滤波 目标响应自适应 通道可靠性 尺度滤波
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深海甚低频水声与地震波场的联合探测试验 被引量:4
12
作者 董海涛 王海燕 +1 位作者 申晓红 马石磊 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1009-1014,共6页
为我国深海水中兵器甚低频声场与地震波场联合引信技术提供可行性依据,设计并研制了深海自容式三分量地震波传感系统,利用深海坐底潜标搭载在我国南海海域(布深1825 m)开展了实船目标特性感知试验。通过设置走航测线,获取了目标深海甚... 为我国深海水中兵器甚低频声场与地震波场联合引信技术提供可行性依据,设计并研制了深海自容式三分量地震波传感系统,利用深海坐底潜标搭载在我国南海海域(布深1825 m)开展了实船目标特性感知试验。通过设置走航测线,获取了目标深海甚低频水声场与地震波场实测数据,对比分析结果表明了舰船甚低频水声场与地震波场对目标探测的贡献具有共性与差异性。水声场因包含更丰富的周期窄带信息而更具主导性,而地震波场用于检测目标近场通过时明显优于水声场,甚至存在水声场无法感知的独特谱线,对三分量地震波场的实船噪声包络解调分析亦表明其用于感知螺旋桨轴频和叶频关键特征的优势。鉴于此,联合舰船甚低频水声场与地震波场对水中兵器探测目标、抗扫、抗诱骗等具有积极作用,发展深海甚低频联合引信技术是必要且可行的。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 深海潜标 传感系统 被动探测 舰船甚低频特性 水声场 地震波场 联合引信
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三分量磁通门梯度仪校准算法研究 被引量:8
13
作者 杨志成 严胜刚 李斌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2055-2061,共7页
针对三轴磁通门传感器非正交、灵敏度不一致、零偏以及构成梯度仪的两个磁通门传感器位置不一致引起的测量误差问题,建立了误差模型;基于地磁矢量模值短时不变原理,采用线性化最小二乘算法进行一个磁通门传感器参数的辨识;基于校准后三... 针对三轴磁通门传感器非正交、灵敏度不一致、零偏以及构成梯度仪的两个磁通门传感器位置不一致引起的测量误差问题,建立了误差模型;基于地磁矢量模值短时不变原理,采用线性化最小二乘算法进行一个磁通门传感器参数的辨识;基于校准后三分量差值F范数最小原理,采用多元线性回归的方法进行另一个磁通门传感器参数以及两个磁通门传感器相对位置关系参数的辨识。实验结果表明,该方法能够将两个磁通门中最大总场误差从1 194.4 n T降低到30.0 n T,将三分量梯度仪最大输出误差从529.1 n T降低到13.4 n T,有效地改善了梯度仪性能。 展开更多
关键词 三轴磁通门梯度仪 误差校准 线性化最小二乘 最小F范数 多元线性回归
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冲突避免的水声网络拓扑发现协议 被引量:4
14
作者 刘媛 赵瑞琴 +1 位作者 申晓红 王海燕 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期1597-1604,共8页
当水声网络的所有节点完成在目标区域的部署后,每个节点除了自己的节点ID已知外,对新网络的信息一无所知,而这些信息是网络顺利运行的必要前提。因此,一个能够完成网络中所有节点和链路发现的网络拓扑发现协议是非常必要和重要的。水声... 当水声网络的所有节点完成在目标区域的部署后,每个节点除了自己的节点ID已知外,对新网络的信息一无所知,而这些信息是网络顺利运行的必要前提。因此,一个能够完成网络中所有节点和链路发现的网络拓扑发现协议是非常必要和重要的。水声拓扑发现协议完成的效率,往往依赖于信道接入策略的选择,但它不能完全使用已有的水声多路访问控制(multiple access control,MAC)协议,因为在网络建立的初始阶段拓扑未知,已有传统水声MAC协议不能完成拓扑发现,所以需要根据这一阶段的特殊状态来设计拓扑发现协议。基于此问题,提出了一种高效的冲突避免的水声网络拓扑发现(简称为CFVE)协议,该协议利用网络中节点ID的唯一性,在其特定时隙接入信道,节点无冲突地发现控制分组的交换,最终实现网络中所有链路和节点的发现。仿真结果表明,CFVE协议可以以较低的发现时延和能耗完成全网拓扑的发现,是一种适合于多跳水声网络的拓扑发现协议。 展开更多
关键词 拓扑发现 水声网络 分布式网络 网络初始化
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基于多途信道的舰船辐射噪声功率谱密度估计 被引量:4
15
作者 蒋国庆 孙超 +2 位作者 刘雄厚 李明杨 蒋光禹 《应用声学》 CSCD 北大核心 2020年第1期81-88,共8页
针对低信噪比下利用单水听器估计辐射噪声功率谱密度精度较差的问题,提出一种基于多途信道传输函数估计的垂直阵测量估计1 m处舰船辐射噪声功率谱密度的方法。该方法将信道传输函数表示为多途路径近场阵列流形向量的叠加,较快地估计了... 针对低信噪比下利用单水听器估计辐射噪声功率谱密度精度较差的问题,提出一种基于多途信道传输函数估计的垂直阵测量估计1 m处舰船辐射噪声功率谱密度的方法。该方法将信道传输函数表示为多途路径近场阵列流形向量的叠加,较快地估计了信道传输函数,将其用于舰船辐射噪声功率谱密度估计,可较简便地估计距声中心1 m处辐射噪声的功率谱密度,即谱源级。分析了产生功率谱密度估计误差的原因,包括信道估计误差和环境噪声引起的误差,为降低估计误差提供了理论依据。仿真结果表明,该方法估计1 m处辐射噪声功率谱密度的性能良好。 展开更多
关键词 舰船辐射噪声 功率谱密度估计 多途信道估计 垂直阵
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一种基于阵列不变量的浅海声源深度分类方法 被引量:3
16
作者 于喜凤 李辉 +1 位作者 徐哲臻 杨坤德 《声学技术》 CSCD 北大核心 2021年第5期601-606,共6页
浅海负跃层环境下波导不变量可以用于声源深度分类,但是当声源相对于接收阵无径向距离变化时,波导不变量值难以估计。针对距离已知且相对于接收阵无径向距离变化的声源,提出一种基于阵列不变量的声源深度分类方法,可适用于浅海负跃层环... 浅海负跃层环境下波导不变量可以用于声源深度分类,但是当声源相对于接收阵无径向距离变化时,波导不变量值难以估计。针对距离已知且相对于接收阵无径向距离变化的声源,提出一种基于阵列不变量的声源深度分类方法,可适用于浅海负跃层环境。所提方法利用阵列不变量估计波导不变量,进而实现声源深度分类。计算机仿真结果表明,当垂直阵位于负跃层以下且声源距离已知时,利用阵列不变量估计出的波导不变量随声源深度的变化明显,可用于目标深度分类。 展开更多
关键词 阵列不变量 声源深度分类 波导不变量
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非均匀海水中水平电偶极子在空气中产生的电磁场 被引量:2
17
作者 任英达 王宏磊 杨坤德 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1243-1248,共6页
为了提高海水分层媒质中电磁场计算的准确性和电磁波传播性能评估的可靠性,构建了变电导率海水中水平电偶极子在空气中辐射电磁场的模型,本文提出了利用直接全局矩阵对电磁场进行求解的方法,评估了直接全局矩阵和广义反射矩阵的稳定性... 为了提高海水分层媒质中电磁场计算的准确性和电磁波传播性能评估的可靠性,构建了变电导率海水中水平电偶极子在空气中辐射电磁场的模型,本文提出了利用直接全局矩阵对电磁场进行求解的方法,评估了直接全局矩阵和广义反射矩阵的稳定性和计算误差来源。结果表明:利用直接全局矩阵对跨介质电磁场分量求解能有效避免误差的逐层累积,提高了真实海洋环境中电磁场计算的稳定性和准确度。 展开更多
关键词 电磁场 分层媒质 水平电偶极子 非均匀性 海水 广义反射矩阵 直接全局矩阵 误差积累
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基于RPCA的小孔径垂直阵辐射噪声测量方法 被引量:2
18
作者 蒋国庆 孙超 +1 位作者 刘雄厚 蒋光禹 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1493-1499,共7页
测量辐射噪声时,小孔径垂直阵由于阵增益小,低信噪比时辐射噪声测量的性能较差。针对这一问题,本文提出一种低信噪比下基于稳健主成分分析的小孔径垂直阵辐射噪声测量方法。当阵元接收的环境噪声以非相关噪声为主时,本方法通过稳健主成... 测量辐射噪声时,小孔径垂直阵由于阵增益小,低信噪比时辐射噪声测量的性能较差。针对这一问题,本文提出一种低信噪比下基于稳健主成分分析的小孔径垂直阵辐射噪声测量方法。当阵元接收的环境噪声以非相关噪声为主时,本方法通过稳健主成分分析将数据协方差矩阵分解成低秩的信号协方差矩阵和稀疏的噪声协方差矩阵,再通过信号协方差矩阵计算辐射信号的声源级,降低了环境噪声的影响。数值仿真结果表明:当快拍数足够大时,稳健主成分分析方法可以完全消除非相关噪声分量,而即使快拍数较少,使用稳健主成分分析方法也能消除部分环境噪声,因此使用稳健主成分分析的辐射噪声测量方法比直接进行测量性能更好。 展开更多
关键词 舰船辐射噪声 噪声级测量 稳健主成分分析 低信噪比 噪声消除 小孔径阵 垂直阵
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低复杂度的MIMO声呐协方差矩阵重构方法 被引量:2
19
作者 程雪 王英民 《应用声学》 CSCD 北大核心 2019年第4期666-673,共8页
多输入多输出声呐在对目标进行测向时会产生复杂的运算量,从而降低算法的测向效率。针对这一问题,提出了一种基于降维变换方法的低复杂度协方差矩阵重构方法。该方法能够抑制噪声,提高目标测向性能。首先利用降维变换方法对接收信号进... 多输入多输出声呐在对目标进行测向时会产生复杂的运算量,从而降低算法的测向效率。针对这一问题,提出了一种基于降维变换方法的低复杂度协方差矩阵重构方法。该方法能够抑制噪声,提高目标测向性能。首先利用降维变换方法对接收信号进行波束形成,获得降维的协方差矩阵,再对矩阵进行Toeplitz处理,抑制矩阵的相干性。所得到的新的协方差矩阵,通过特征分解获得噪声子空间和信号子空间,利用 MUSIC方法进行测向。为了进一步降低运算复杂度,利用阵型所满足的旋转不变性,可以采用ESPRIT算法对目标进行波达方向估计。理论分析和实验结果表明,该方法有效降低了运算复杂度,提高了算法的测向性能。在有限快拍数的情况下,与传统测向方法相比,具有运算速度快、目标分辨力强的特点。 展开更多
关键词 MIMO声呐 低复杂度 降维变换 TOEPLITZ
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蒸发波导环境下风浪对电磁波传播影响的数值模拟研究 被引量:5
20
作者 闫西荡 杨坤德 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期13-19,共7页
蒸发波导是一种特殊的大气波导,在其中传播的电磁波信号会被陷获在近海大气层中,实现超视距传播。受海表面温度、湿度、风速、微波频率等因素的影响,海洋蒸发波导环境中的微波传播特性起伏变化很大,规律十分复杂。以往的工作主要通过计... 蒸发波导是一种特殊的大气波导,在其中传播的电磁波信号会被陷获在近海大气层中,实现超视距传播。受海表面温度、湿度、风速、微波频率等因素的影响,海洋蒸发波导环境中的微波传播特性起伏变化很大,规律十分复杂。以往的工作主要通过计算这些气象因素对蒸发波导条件下大气折射率剖面的影响来分析它们对路径损失的作用,其结果与实验数据仍有较大差异。本文在一定的蒸发波导条件下,利用一维分形海面模型产生海面“地形”,将其作为抛物方程电磁波传播模型的边界条件进行计算,得到相应的路径损失,并与传统计算方法进行对比,分析了不同蒸发波导高度、不同频率及不同接收天线高度时的数值模拟情况,可为舰艇通信系统或者雷达系统的设计提供相应的依据。 展开更多
关键词 蒸发波导 分形海面模型 抛物方程 电磁波传播 雷达设计
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