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声呐第一悖论——探测增益逆反与维度灾难
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作者 陈伏虎 《声学技术》 北大核心 2026年第1期1-10,共10页
水下弱目标探测是国家水下安全与资源勘探的重大需求,其核心挑战为“两个一千”问题:目标信号强度仅为干扰源的千分之一,且目标数量稀少,需在复杂海洋环境中实现高可靠探测与识别。传统上依赖“硬件对抗”路径,通过扩大孔径、增加功率... 水下弱目标探测是国家水下安全与资源勘探的重大需求,其核心挑战为“两个一千”问题:目标信号强度仅为干扰源的千分之一,且目标数量稀少,需在复杂海洋环境中实现高可靠探测与识别。传统上依赖“硬件对抗”路径,通过扩大孔径、增加功率、降低频率等方式提升性能。然而,实践中常出现“性能反转”:硬件能力超越临界点后,系统整体效能不升反降。文章首次提出“声呐第一悖论”——“探测增益逆反悖论”,亦称“维度灾难”。该悖论揭示,在干扰主导的真实环境中,扩展探测距离会同步引发干扰源数量呈多项式级爆炸增长(海面干扰∝R^(2),体积干扰∝R^(3)),其速度远超目标信号的指数衰减,最终导致信干比坍塌与定位模糊。通过构建综合信干噪比模型,从数学上严格证明扩大孔径与降低频率两条路径的“不可解性”,指出其边际收益在远距离条件下趋近于零。为此,文章论证了从“环境对抗”转向“环境协同认知”的范式革命,并提出构建“方位-距离-深度-运动-特征”五维协同感知体系的破解路径。该研究为理解声呐性能边界提供了新理论框架,也为下一代智能水声探测技术奠定了基础。 展开更多
关键词 声呐悖论 弱目标探测 维度灾难 干扰抑制 环境失配
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基于单水听器的浅水近距离正交频分复用信源最大似然定位
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作者 曲星昊 乔钢 商志刚 《声学学报》 北大核心 2026年第2期548-558,共11页
针对水下小型平台对通信感知一体化的需求,研究了基于单水听器的正交频分复用信源定位方法。根据多径信道下通信系统的频域输入输出关系,结合导频信息构建了用于目标定位的量测模型。发展了基于多径相对时延的匹配场定位方法,并开发了... 针对水下小型平台对通信感知一体化的需求,研究了基于单水听器的正交频分复用信源定位方法。根据多径信道下通信系统的频域输入输出关系,结合导频信息构建了用于目标定位的量测模型。发展了基于多径相对时延的匹配场定位方法,并开发了一种迭代求解算法,其中首达路径的时偏估计与声源的距离–深度估计交替执行。在典型的浅水三径信道下,推导了系统定位误差的克拉美罗界。数值仿真验证了所提算法在理想条件下的统计有效性,并围绕环境参数失配进行了算法敏感性分析。水池试验中,与多径时延匹配方法相比,所提算法给出了更为精确、可靠的定位结果。 展开更多
关键词 正交频分复用 信源定位 单水听器 多径信道
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基于压差式矢量水听器指向性的幅相误差校正方法
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作者 李赞 陈杭洋 +2 位作者 蒋晓斌 贾辰午 黄新敬 《仪器仪表学报》 北大核心 2026年第2期87-94,共8页
压差式矢量水听器由多对独立的标量水听器组成,而各个标量水听器间存在的幅相误差会导致矢量水听器的压差指向性变形,并且降低对水下目标的测向精度。针对该问题,提出了一种有源旋转校正方法,利用矢量水听器固有的偶极子指向特性,旨在... 压差式矢量水听器由多对独立的标量水听器组成,而各个标量水听器间存在的幅相误差会导致矢量水听器的压差指向性变形,并且降低对水下目标的测向精度。针对该问题,提出了一种有源旋转校正方法,利用矢量水听器固有的偶极子指向特性,旨在校正压差式矢量水听器硬件系统中的固有幅相误差。该方法无需知道辅助声源的精确位置,使用精密转台控制矢量水听器旋转一周,选择一个不在旋转轴上的标量水听器作为基准,对其他标量水听器信号进行幅值缩放和时域平移,直至全部压差指向性曲线被修正为理想形状,从而校正幅相误差。在消声水池中使用实验室自研的三维压差式矢量水听器开展了幅相误差校正和声源测向实验。结果表明,校正后的矢量水听器压差指向性曲线接近理想形状;与校正前相比,旋转水听器测向的方位角测量误差<5°的测试点数增加了10.6%,俯仰角测量误差<10°的测试点数提高了92.9%;平移声源测向的方位角测量误差<5°的测试点数增加了46.3%,俯仰角测量误差<10°的测试点数提高了42.6%。实验结果证明,该方法能够有效校正压差式矢量水听器的幅相误差,并且显著提高对水下目标的测向精度。该方法降低了幅相误差的校正难度和成本,具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 压差式矢量水听器 幅相误差校正 水下目标测向
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静水压对三叠片声压水听器性能影响分析
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作者 张超 潘耀宗 +1 位作者 于砚廷 熊学军 《声学与电子工程》 2026年第1期45-48,64,共5页
针对三叠片声压水听器在水下工作环境中的压力稳定性问题,本文通过设计压力舱实验,对三叠片声压水听器在不同静水压环境中谐振频率、电导、静态电容等参数变化规律进行了测量和分析,进而对水听器的工作带宽和灵敏度变化进行了修正。本... 针对三叠片声压水听器在水下工作环境中的压力稳定性问题,本文通过设计压力舱实验,对三叠片声压水听器在不同静水压环境中谐振频率、电导、静态电容等参数变化规律进行了测量和分析,进而对水听器的工作带宽和灵敏度变化进行了修正。本文研究可为相同结构的水听器在水声工程实际应用中提供参考。 展开更多
关键词 静水压 三叠片声压水听器 电容 电导 灵敏度 带宽
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水声高频换能器耐压背衬材料性能研究
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作者 沈明杰 卞加聪 +2 位作者 戴思思 徐强 赵慧 《声学与电子工程》 2026年第1期49-54,共6页
背衬材料是影响深海高频换能器耐压能力的重要因素。本文以中心频率200 kHz的高频换能器作为背衬使用场景,对应该频率选取10、15和20 MRayl三种特性阻抗设计背衬材料。首先通过调整环氧树脂基体和钨粉及氧化铁填料的成分配比使背衬材料... 背衬材料是影响深海高频换能器耐压能力的重要因素。本文以中心频率200 kHz的高频换能器作为背衬使用场景,对应该频率选取10、15和20 MRayl三种特性阻抗设计背衬材料。首先通过调整环氧树脂基体和钨粉及氧化铁填料的成分配比使背衬材料的密度和特性阻抗接近设计值;其次通过材料力学试验测试三种背衬材料的力学性能;再将材料试验结果与Turcsanyi复合材料压缩强度模型和Sato-Furukawa压缩模量模型进行拟合获得材料模型的参数并验证模型的可行性;最后将背衬材料制成200 kHz换能器试样,测得不同特性阻抗的背衬对高频换能器相对带宽和谐振频率电导值的影响后,优选一种背衬制成弧形发射换能器样机并测试了换能器在0~40 MPa静水压下的性能变化。结果表明,背衬材料的压缩强度和压缩模量主要受到环氧树脂基体的力学性能以及填充材料钨粉和氧化铁的体积分数影响,随着填料体积分数增加,材料压缩强度呈现较明显的上升,压缩模量则先上升后下降。经试验数据拟合修改后的Turcsanyi模型和Sato-Furukawa模型能够较好地反映不同填料体积分数的变化对背衬材料压缩强度和压缩模量的影响,在实际工程应用中具有一定的参考价值。使用耐压背衬制作200 kHz换能器试样,随着背衬特性阻抗增加,换能器相对带宽上升,谐振处电导值则下降。采用背衬材料制作的弧形发射换能器样机在0~40 MPa静水压作用下电导值变化最大仅为5.6%,满足工程使用要求。 展开更多
关键词 背衬材料 水声高频换能器 材料力学试验 本构模型 材料参数
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书评
6
《声学学报》 北大核心 2026年第1期342-344,共3页
《水声建模与声呐工程设计》周利生编著科学出版社出版,2023年12月,北京,330页,定价:198元水声建模与声呐工程设计是水声工程领域的核心基础。纵观水声学经典著作,朱埜《主动声呐检测信息原理》系统阐述了信号检测与信息处理的理论体系... 《水声建模与声呐工程设计》周利生编著科学出版社出版,2023年12月,北京,330页,定价:198元水声建模与声呐工程设计是水声工程领域的核心基础。纵观水声学经典著作,朱埜《主动声呐检测信息原理》系统阐述了信号检测与信息处理的理论体系,齐梅克《声呐系统工程导论》奠定了复孔径与系统分析基础,而霍奇斯《水声学——声呐分析、设计与性能》则从实战角度提供了丰富的性能评估模型与战术决策支持。然而,将水声物理建模、系统工程方法与声呐设计实践全流程明确地深度融合的专著尚未见到。 展开更多
关键词 信息处理 复孔径 水声工程 水声建模 系统分析
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一种小尺寸二维低频矢量水听器
7
作者 周欢思 马鑫 张维 《声学与电子工程》 2026年第1期21-25,共5页
矢量水听器用来测量水下声场中的矢量和标量信息,采用悬臂梁压电双晶片搭配压电薄膜的复合结构,可以制作出适用于低频探测的小尺寸二维矢量水听器。本文通过对双晶片振子进行理论和有限元分析,确定一阶谐振频率和结构尺寸,通过仿真分析... 矢量水听器用来测量水下声场中的矢量和标量信息,采用悬臂梁压电双晶片搭配压电薄膜的复合结构,可以制作出适用于低频探测的小尺寸二维矢量水听器。本文通过对双晶片振子进行理论和有限元分析,确定一阶谐振频率和结构尺寸,通过仿真分析确定压电薄膜单元的谐振频率与声压灵敏度,设计5×5并联布阵形式提高整体电容降低干扰。将两只双晶片正交安装在胶囊形壳体内组成矢量通道,将匹配前置放大器的压电薄膜安装在壳体底部形成声压通道。采用一体化封装结构降低整体尺寸,实现小型化与轻量化。在20~500 Hz的频带内采用驻波管校准,矢量通道灵敏度为-222 dB@200 Hz,指向性满足余弦分布规律,声压通道灵敏度为-180 dB,测试结果满足工程应用需求。 展开更多
关键词 小尺寸 二维矢量水听器 压电双晶片 压电薄膜 灵敏度
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高频宽带换能器1-3型匹配层研究
8
作者 夏榕健 仲林建 夏铁坚 《声学技术》 北大核心 2026年第1期201-206,共6页
研究了一种用于制作高频水声换能器的铝-聚合物1-3型匹配层,并计算了其等效参数,进一步利用等效电路法进行计算,并建立了有限元模型开展有限元仿真,确定了满足设计需求的结构与参数。最终制作了一款换能器样品,并进行了水下发射电压响... 研究了一种用于制作高频水声换能器的铝-聚合物1-3型匹配层,并计算了其等效参数,进一步利用等效电路法进行计算,并建立了有限元模型开展有限元仿真,确定了满足设计需求的结构与参数。最终制作了一款换能器样品,并进行了水下发射电压响应测试。实测结果表明,该换能器工作频段为150~400 kHz,带内响应起伏为6 dB,发射响应峰值为169.8 dB,相对带宽为90.9%,在300 kHz时的指向性角度为6.3°。该匹配层的试验结果可作为后续弧形匹配层换能器研究的基础。 展开更多
关键词 高频换能器 宽带 1-3型匹配层 复合材料
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一款双匹配层的宽带发射换能器
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作者 周博文 童晖 +1 位作者 张彬 俞孙泽 《应用声学》 北大核心 2026年第1期186-191,共6页
在海洋探测中,为获得更多的探测信息、更高的探测精度和更远的探测距离,发射水声换能器既要拥有更宽的工作带宽,又要拥有更稳定的发射声性能。针对发射换能器的性能需求,研制了一款双匹配层的宽带发射换能器。首先,通过有限元仿真对双... 在海洋探测中,为获得更多的探测信息、更高的探测精度和更远的探测距离,发射水声换能器既要拥有更宽的工作带宽,又要拥有更稳定的发射声性能。针对发射换能器的性能需求,研制了一款双匹配层的宽带发射换能器。首先,通过有限元仿真对双层匹配层的1-3复合材料换能器的振动模态进行分析,利用Mason等效电路对双层匹配层的材料参数进行设计,通过调节匹配层材料参数,优化发送电压响应曲线带宽;其次,分析随着匹配层厚度变化,换能器的阻抗值、发送电压响应带宽、声源级的变化关系,从而确定匹配层厚度最优解;最后,根据理论分析与仿真计算结果,研制了双层匹配层换能器,并进行了发送电压响应、指向性和功率线性度的水池测试。其响应工作频段为58.9~130.7 kHz,工作带宽内发送电压响应起伏-3 dB,最大发送电压响应为162.5 dB,75 kHz指向性开角为12.4◦,换能器的功率线性度良好,最大声源级214.4 dB。 展开更多
关键词 匹配层 宽带 水声换能器 功率线性度
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基于光纤水听器的一、二阶矢量水听器
10
作者 李玥 丁亚茜 +1 位作者 吴洋 薛超 《压电与声光》 北大核心 2026年第1期171-180,共10页
针对高阶矢量水听器灵敏度较低的瓶颈问题,设计了一种新型一体化干涉式光纤一阶、二阶矢量水听器。通过建立声场多极子分解模型,揭示了一阶、二阶声场量与矢量水听器灵敏度的频率响应关系。采用有限元法对一阶、二阶矢量水听器进行声固... 针对高阶矢量水听器灵敏度较低的瓶颈问题,设计了一种新型一体化干涉式光纤一阶、二阶矢量水听器。通过建立声场多极子分解模型,揭示了一阶、二阶声场量与矢量水听器灵敏度的频率响应关系。采用有限元法对一阶、二阶矢量水听器进行声固耦合仿真。结果表明,一阶矢量通道声压梯度灵敏度呈现6 dB/oct频率响应特性,具备典型的偶极子指向性;二阶矢量通道声压二阶偏导灵敏度表现为12 dB/oct频率响应特性,展现出四极子指向性模式,-3 dB波束宽度较传统矢量水听器收窄约30°。对一阶、二阶矢量水听器的耐静水压性能进行分析,结果表明,两种类型的水听器均可在深海环境下工作,同时也可在2150 m水深下正常工作。该类型水听器通过差分方式实现了高阶声场量的有效测量,为深海环境下多目标分辨与探测距离提升提供了新的技术路径。 展开更多
关键词 干涉型光纤水听器 压差式矢量水听器 高阶矢量水听器 指向性 深海耐压
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弛豫铁电单晶Helmholtz水声换能器
11
作者 余子豪 何正耀 +4 位作者 秦越 徐涛 邓志光 王海麟 李政希 《应用声学》 北大核心 2026年第1期192-200,共9页
为了满足水下通信与探测的需求,研制了一种小尺寸、低频、高发射电压响应的弛豫铁电单晶Helmholtz换能器,其结合了新材料弛豫铁电单晶材料和Helmholtz液腔两者的优势。采用有限元方法对换能器的电声性能进行了仿真分析,并对换能器的结... 为了满足水下通信与探测的需求,研制了一种小尺寸、低频、高发射电压响应的弛豫铁电单晶Helmholtz换能器,其结合了新材料弛豫铁电单晶材料和Helmholtz液腔两者的优势。采用有限元方法对换能器的电声性能进行了仿真分析,并对换能器的结构进行了优化设计。消声水池实测结果显示:同一尺寸下作为驱动源的弛豫铁电单晶溢流环相比于压电陶瓷溢流环液腔谐振频率降低了近3 kHz,所制作的弛豫铁电单晶Helmholtz液腔换能器在频率5800 Hz下发射电压响应达到136 dB,在3~6 kHz低频段发射电压响应相比单个溢流环大幅提高。实测结果与仿真结果一致,弛豫铁电单晶材料和Helmholtz液腔结构有效降低了换能器的尺寸和工作频段,能在有限空间内提升水下通信和探测的质量和距离。 展开更多
关键词 弛豫铁电单晶 Helmholtz液腔 低频换能器 有限元方法
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基于分布式光纤水听器的UUV微弱信号探测
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作者 王正洋 姬庆 +3 位作者 周明相 顾宏灿 张志强 庞彦东 《光学与光电技术》 2026年第1期38-46,共9页
针对低信噪比环境水下UUV目标微弱信号难以探测现状,基于分布式光纤传感的超细缆径水听器线性阵,提出了TOC-ICEEMDAN算法对宽带微弱UUV声源实现信号降噪提取。引入龙卷风元启发优化算法,优化改进型的自适应噪声经验模态分解算法的关键参... 针对低信噪比环境水下UUV目标微弱信号难以探测现状,基于分布式光纤传感的超细缆径水听器线性阵,提出了TOC-ICEEMDAN算法对宽带微弱UUV声源实现信号降噪提取。引入龙卷风元启发优化算法,优化改进型的自适应噪声经验模态分解算法的关键参数,对多组实验数据进行处理,综合降噪指标,验证TOC-ICEEMDAN在不同情况下的可行性和稳健性。结果表明,所提出TOC-ICEEMDAN算法结果能量误差为69.0443,平均相关系数为0.3413,信噪比7.7187 dB,相对传统EEMD和ICEEMDAN算法得到较大提升,在分布式光纤探测UUV水下微弱信号方面具有重要应用前景。 展开更多
关键词 分布式光纤传感 水声探测 信号降噪 ICEEMDAN算法
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Hydro-acoustic survey of shallow water seagrass beds using a line array of hydrophones,a case study in Xincun Lagoon,Hainan Island
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作者 Bin Liu YuTong Fu +1 位作者 RuiFeng Wu ZeLin He 《Earth and Planetary Physics》 2026年第1期186-195,共10页
Sound is considered an important aspect of an ecosystem and acoustic methods have emerged as effective tools for ecosystems research.Xincun Lagoon,Hainan Island,is an important ecosystem characterized by dense seagras... Sound is considered an important aspect of an ecosystem and acoustic methods have emerged as effective tools for ecosystems research.Xincun Lagoon,Hainan Island,is an important ecosystem characterized by dense seagrass,which has been declining due to increased human activities,raising great concerns.Previous studies have identified various threats to seagrass,including heavy metal pollution,poor quality water,and so on.In this study,we investigate sources and levels of noise in seagrass beds and attempt to point out potential threats from noise pollution.A line array of six hydrophones was deployed over a period of seven days,from January 15 to January 21,2024.The recordings captured various sounds from marine life,human activities,and natural processes.Biological sounds,such as fish sounds and whale calls,were the most prevalent.Low-frequency noise from wind and tide were often recorded.Xincun Bay hosts more than 1500 fishing vessels;however,due to bad weather conditions that kept most vessels docked during the recording period,only one segment of boat noise was recorded;it lasted for 7 minutes,exhibiting strong energy over a broad frequency band.This event underscores the necessity of long-term monitoring of noise to identify and evaluate not only boat noise but other noise sources,especially ones that are intermittent but strong,that were not encountered during the limited period of observation on which this report is based. 展开更多
关键词 SEAGRASS ambient noise HYDROPHONE impulsive noise boat noise whale call
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低功耗矢量水听器采集与信号处理系统设计 被引量:1
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作者 蔡兵兵 李世阳 +3 位作者 刘科峰 陈希 王斌 谭旭 《声学技术》 北大核心 2025年第3期386-394,共9页
自容式矢量水听器可以同时获取声压信号和三维矢量场信息,为满足水下长时间工作,对其数据采集平台的功耗、数据处理能力、同步实时存储速度提出了很高要求。而现有矢量水听器采集平台仍存在采集通道少、无法同时满足低功耗和时频域分析... 自容式矢量水听器可以同时获取声压信号和三维矢量场信息,为满足水下长时间工作,对其数据采集平台的功耗、数据处理能力、同步实时存储速度提出了很高要求。而现有矢量水听器采集平台仍存在采集通道少、无法同时满足低功耗和时频域分析的问题。因此,文章提出了一种基于STM32F407的自容式矢量水听器采集存储数据分析平台,不仅实现了八通道的同步信号采集与高速存储,还具有快速傅里叶变换及频域互谱分析、方位估计等功能。实验室与海上试验结果表明:该系统工作稳定,实现了八通道实时数据采集存储,各通道功耗约为0.16 W。在连续采集存储工作模式下,执行声压和振速联合时频域分析进行方位估计,本系统可工作10 d以上。该平台研究为矢量水听器水声信号长时间多通道同步采集、存储、特征提取和目标探测与识别奠定了良好的基础,也为多路标量水听器阵列的低功耗采集与信号处理提供了技术支撑。 展开更多
关键词 自容式矢量水听器 低功耗 信号处理 数据采集存储
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一种低旁瓣水声换能器的设计与分析
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作者 张彬 童晖 +2 位作者 周博文 杨道军 黄帆 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期298-304,共7页
低旁瓣宽带换能器可提高声呐系统的探测精度和抗干扰能力。综合采用1-3型压电复合材料压电相非均匀分布技术、匹配层多模耦合技术,设计了一款低旁瓣、宽带高频水声换能器。建立了其理论计算模型与仿真模型,结合数值计算、有限元仿真分... 低旁瓣宽带换能器可提高声呐系统的探测精度和抗干扰能力。综合采用1-3型压电复合材料压电相非均匀分布技术、匹配层多模耦合技术,设计了一款低旁瓣、宽带高频水声换能器。建立了其理论计算模型与仿真模型,结合数值计算、有限元仿真分析了频率与压电相体积百分比的变化规律、旁瓣级与圆环半径的变化规律。优选设计参数,完成制备并测量该款换能器,实测结果与仿真基本一致,试验验证了该设计思路可实现低旁瓣宽带换能器。换能器实测旁瓣级-23.9 dB,较常规活塞阵最大旁瓣级降低6.3 dB,中心频率300 kHz,发射电压响应带宽(-3 dB)达150 kHz。 展开更多
关键词 低旁瓣 宽带 非均匀分布 1-3型压电复合材料 换能器
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基于全息分离与匹配搜索的圆柱腔内阵列一致性校准
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作者 肖妍 赵明月 +3 位作者 何元安 商德江 王杨 平自红 《船舶力学》 北大核心 2025年第5期830-839,共10页
声纳阵成阵过程中,阵元之间难免存在位置偏差,且在密排情况下阵元间的声场耦合较强,将引起阵元间的幅相不一致,需要在成阵后进行阵列在线校准。室内消声水池只能在一定频段内模拟自由场,难以满足低频水声测量所需要的自由场条件。因此,... 声纳阵成阵过程中,阵元之间难免存在位置偏差,且在密排情况下阵元间的声场耦合较强,将引起阵元间的幅相不一致,需要在成阵后进行阵列在线校准。室内消声水池只能在一定频段内模拟自由场,难以满足低频水声测量所需要的自由场条件。因此,本文围绕常用的圆柱阵列低频校准问题展开研究,提出有限空间中全息声场重构与匹配搜索补偿相结合的阵列幅相一致性校准方法。该方法结合有限空间中近场声全息声场分离技术,首先进行有限空间中的声场重构,利用声场重构结果建立幅相一致性搜索函数,结合匹配搜索算法的寻优思想对复杂阵列阵元的幅相一致性进行校准。文中以小型圆柱阵为分析对象,开展圆柱腔内有限空间声场的理论建模与仿真分析,并结合智能优化算法,实现阵列阵元间幅相一致性校准。仿真结果表明,所提出的基于近场声全息技术的圆柱腔内阵列一致性校准方法,可以在实验室内进行圆柱阵列成阵后的低频幅相一致性在线校准。 展开更多
关键词 近场声全息 匹配搜索 圆柱腔 圆柱阵 阵列一致性
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沉底式矢量水听器阵辐射噪声测量系统
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作者 胡园 李天星 +1 位作者 曹建国 郭龙祥 《应用声学》 北大核心 2025年第1期182-190,共9页
矢量水听器可以同步共点测量声场的声压和振速的各正交分量,具有与频率无关的偶极子指向性,有益于小尺度矢量水听器阵获取较高空间增益和测量目标低频段低辐射噪声。该文依据安静型水下航行器低频段辐射噪声测量的需求,进行了矢量阵测... 矢量水听器可以同步共点测量声场的声压和振速的各正交分量,具有与频率无关的偶极子指向性,有益于小尺度矢量水听器阵获取较高空间增益和测量目标低频段低辐射噪声。该文依据安静型水下航行器低频段辐射噪声测量的需求,进行了矢量阵测量增益的理论分析和仿真计算,并结合小尺寸水下目标低辐射噪声测量实际应用,设计了一种刚性沉底式矢量水听器阵低频辐射噪声测量系统。该系统实现了水下目标辐射噪声数据的同步采集、存储和实时传输。在千岛湖对测量系统进行了性能初步测试,结果表明,湖试环境中,相同孔径下,其指向性和近场聚焦性能优于声压阵,具有更好的空间增益,预计在水下目标低频段辐射噪声测量实际工程应用中有明显优势。 展开更多
关键词 辐射噪声 矢量水听器阵 测量系统 空间增益
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光纤水听器军民两用技术专利分析 被引量:1
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作者 宋含 《天津科技》 2025年第8期36-39,共4页
光纤水听器(FOH)技术作为一项集光学、声学和材料科学于一体的尖端技术,在军事和民用领域均展现出巨大的应用潜力。采用专利分析方法,通过深入挖掘光纤水听器领域的专利数据,系统研究光纤水听器军民两用技术的全球/中国专利申请情况,从... 光纤水听器(FOH)技术作为一项集光学、声学和材料科学于一体的尖端技术,在军事和民用领域均展现出巨大的应用潜力。采用专利分析方法,通过深入挖掘光纤水听器领域的专利数据,系统研究光纤水听器军民两用技术的全球/中国专利申请情况,从专利申请量趋势、申请国家/地区分布、主要国际专利分类法(IPC)分布、主要专利申请人等方面对该领域专利申请量进行数据统计和技术分析,从整体上反映光纤水听器技术的发展历程、主要研发方向,揭示当前光纤水听器领域国内外行业发展态势和未来创新趋势,为我国在光纤水听器军民两用领域的技术研发、产业布局和融合发展提供重要的参考依据。 展开更多
关键词 光纤水听器 专利分析 军民两用
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多点驱动调控的低频宽带弯曲板换能器
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作者 王秋木 莫喜平 +2 位作者 刘永平 杨荣耀 王厚琦 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第8期1644-1649,共6页
针对稀土超磁致伸缩材料在低频领域的应用局限于弯张换能器的问题,本文提出一种可由稀土材料驱动的弯曲板换能器。通过在两短边固定的矩形薄板一侧铺设纵振动稀土棒材,驱动矩形薄板进行弯曲振动。利用有限元方法仿真分析,调整弯曲板多... 针对稀土超磁致伸缩材料在低频领域的应用局限于弯张换能器的问题,本文提出一种可由稀土材料驱动的弯曲板换能器。通过在两短边固定的矩形薄板一侧铺设纵振动稀土棒材,驱动矩形薄板进行弯曲振动。利用有限元方法仿真分析,调整弯曲板多组驱动的幅度及相位等,高效激励矩形薄板的一阶弯曲振动,提高辐射能力。换能器样机尺寸:791 mm×227 mm×121 mm(长×宽×高),一阶谐振频率130 Hz,对应发送电流响应级153 dB;二阶谐振峰450 Hz,对应发送电流响应级161.4 dB。本研究结果进一步拓展了稀土超磁致伸缩材料在低频领域的应用。 展开更多
关键词 弯曲板 多点驱动 稀土超磁致伸缩材料 幅相控制 弯曲振动 低频 宽带 纵振棒
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二维声学黑洞结构高灵敏度水听器
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作者 朱浩 李俊宝 +1 位作者 葛晓辉 李德鹏 《物理学报》 北大核心 2025年第19期172-185,共14页
针对目前水下微弱信号探测对水听器高灵敏度的需求,提出一种声学黑洞结构形式的高灵敏度水听器.从几何声学出发,将声学黑洞中弯曲波汇聚特性类比为水声学中声线弯曲,提出一种波聚集特性简化理论.基于该特性设计了一种二维声学黑洞水听器... 针对目前水下微弱信号探测对水听器高灵敏度的需求,提出一种声学黑洞结构形式的高灵敏度水听器.从几何声学出发,将声学黑洞中弯曲波汇聚特性类比为水声学中声线弯曲,提出一种波聚集特性简化理论.基于该特性设计了一种二维声学黑洞水听器,通过在弯曲式水听器中引入二维声学黑洞结构,实现振动聚集,进而提升水听器的高灵敏度性能.通过结构控制变量,对比分析4种厚度形式板,验证了声学黑洞板在1.7—5.8 kHz频段内提高水听器接收灵敏度的显著优势.分析了声学黑洞结构水听器接收灵敏度起伏较大的原因,并进一步设计了声学黑洞与单端开口Helmholtz液腔耦合水听器,将前两阶声学黑洞弯曲振动模态与液腔模态耦合实现宽带接收特性.制作了两种水听器样机并在消声水池中进行测试.结果表明,二维声学黑洞水听器通过弯曲振动聚集效应可有效提高水听器接收灵敏度,并与液腔结构通过多模态耦合形成宽带,在2.6—5.3 kHz频段内灵敏度最高可达-169 dB,起伏控制在8 dB以内. 展开更多
关键词 水听器 二维声学黑洞 高灵敏度 模态耦合
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