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原文传递矢量混响特性研究

论文题名：	矢量混响特性研究
关键词：	矢量水听器;能流密度;声波传播;混响信号
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存在一定的相关性，其声压和振速水平分量的相关性比声压和振速垂直分量的相关性弱。然后，利用测试数据和仿真模型，分析了信号的Itakura距离和时频特性(如瞬时频率、WV谱)，结果表明：混响是一个局部可平稳化的随机过程，其振速水平分量的Wv谱比垂直分量明显。最后，从混响的矢量特性(如瞬时声能流)，相干特性和空间特性以及单矢量水听器和矢量阵的混响抑制能力等方面对海试数据进行了分析，结果表明：矢量水听器可以全面地获取混响场的空间特性，有利于混响场产生机理和散射特性的研究；矢量水听器的声能流处理可抑制混响6-8dB，4元压差式矢量阵相对常规声压阵可抑制混响约8dB。
作者：	杜敬林
专业：	水声工程
导师：	刘伯胜
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文