浅海近距离混响空间方向性试验.pdf

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1、第34卷第9期2012年9月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．34，No．9Sep．，2012浅海近距离混响空问方向性试验杜敬林(大连测控技术研究所，辽宁大连116013)摘要：三分量压差式矢量水听器能够同时测量声场的声压P(t)和振速的2个正交分量”。(t)，”，(t)。为了研究混响的空间特性，以瞬时声能流和瞬时方位为基础，利用2个压差式矢量水听器同时对浅海近距离混响场的水平方向性和垂直方向性进行测试和分析。结果表明：声能流方法可以大致地描述混响场的方向性特性，能够揭示散射信号方位角或散射体的空间分布，同时还可以检测和

2、判断目标的距离和方位，并且对海面和海底散射特性的研究以及主动声呐探测都具有重要意义。关键词：矢量水听器；混响；空间方向性；声能流中图分类号：0427．2文献标识码：A文章编号：1672～7649(2012)09—0046—05doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2012．09．009ResearchonthespatialdirectivityofneardistancereverberationinshallowseaDUJing-lin(DalianScientificTestandControlTechnologyInstit

3、ute，Dalian16013，China)Abstract：ThevectorsensorwiththreecopponentsmaymeasurethesoundpressureP(t)andtheorthogonalcomponentsoftheparticlevelocity叱(t)and虬(t)．Basedontheinstantaneousenergyfluxdensityandtheinstantaneousazimuth，thecouplevectorsensorisusedtocarryoutatestandresearchonhori

4、zontalandverticaldirectivityofreverberation．Theresultsshowthatacousticenergyfluxdensitycsnbroadlydescribereverberationcharacteristicsofthespatialdirectivity，revealazimuthangleofscatteringsignalorspatialdistributionofscatter，andalsocandetectandjudgethedistancebetweengoalsanddirect

5、ions．Acousticenergyfluxdensityissignificanttothecharacteristicsofthesurfaceandbottomandtothedetectionofactivesonar．Keywords：vectorsensor；reverberation；spatialdirectivity；energyfluxdensity0引言混响信号是声波传播过程中，由于随机起伏的海面或不平整的海底或海水介质内部的随机不均匀性形成的散射在接收点所收到的声信号。混响是主动声呐系统主要的背景干扰。由混响基础理论可知，混响主

6、要取决于基阵指向性、发射信号、散射体散射特性和空间几何分布及距离。在基阵指向性给定条件下，散射体的空间特性在一定程度上影响到声呐的性能。主动声呐设计时，为便于计算和处理，通常假定混响场是各向同性的，而实际海洋混响并非各向同性。因此，在各向同性条件下的信号处理算法和主动声呐接收机的检测性能在实际应用中将大打折扣。为改善其性能，一方面是改进信号处理算法(包括抗混响技术和抗多途干扰)，另一方面是对混响场的空间特性进行深入的研究。而信号处理算法的改进在一定程度上取决于混响特性的先验知识，即混响场的空间方向性和时空相关特性。因此，对产生混响的散射体的空间分布特性研

7、究是至关重要的。基于声压的混响场的时空相关特性研究已非常成熟⋯，而基于矢量水听器的混响场时空相关特性和空间方向性的研究在20世纪90年代才兴然而起，哈尔滨工程大学水声工程学院惠俊英教授基收稿日期：2011—10—26；修回日期：2011一l1—12基金项且：国防基础科学研究基金资助项目(41303080205)作者简介：杜敬林(1979一)，男，硕士研究生，工程师，研究方向为水声信号处理。第9期杜敬林：浅海近距离混响空间方向性试验·47·于矢量水听器对混响也进行了大量研究。2。。。俄罗斯科学院远东分院太平洋海洋研究所的V．A．Shchurov早在1992

8、年1月在与哈尔滨工程大学水声工程学院杨德森教授的南中国海联合考察中就已经应用矢量