聲探測原理

第1章　聲探測定位理論基礎(chǔ)1

1.1　聲波傳播機(jī)理1

1.2　聲探測定位方法11

1.3　聲定位系統(tǒng)18

1.4　聲探測系統(tǒng)的三種應(yīng)用場合18

第2章　聲探測系統(tǒng)目標(biāo)與環(huán)境特性分析19

2.1　聲探測系統(tǒng)的能量方程19

2.2　戰(zhàn)場典型聲源的特性與分析21

2.3　戰(zhàn)場環(huán)境特性分析及對聲探測系統(tǒng)的影響44

2.4　目標(biāo)特性測試和分析系統(tǒng)52

第3章　聲探測系統(tǒng)目標(biāo)檢測與識別技術(shù)54

3.1　聲探測目標(biāo)檢測和目標(biāo)識別系統(tǒng)模型55

3.2　目標(biāo)檢測系統(tǒng)判決準(zhǔn)則的確定58

3.3　基于回歸運算的檢測系統(tǒng)62

3.4　利用高階統(tǒng)計量進(jìn)行信號檢測研究75

3.5　聲探測系統(tǒng)目標(biāo)識別技術(shù)研究79

第4章　聲探測系統(tǒng)目標(biāo)定位與跟蹤技術(shù)84

4.1　傳聲器陣列輸出信號模型85

4.2　目標(biāo)定位方法研究92

4.3　目標(biāo)方向角估計的最小方差分析98

4.4　目標(biāo)定位系統(tǒng)定位誤差分析107

4.5　運動目標(biāo)的跟蹤技術(shù)121

第5章　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)在聲探測系統(tǒng)中的應(yīng)用研究127

5.1　多傳感器數(shù)據(jù)融合的基本原理128

5.2　聲探測系統(tǒng)多傳聲器數(shù)據(jù)融合方法130

5.3　目標(biāo)定位多傳聲器信息融合方法139

5.4　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本理論及在聲探測系統(tǒng)中的應(yīng)用145

5.5　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于目標(biāo)的方向角估計153

第6章　球諧波理論及聲場球諧域建模162

6.1　平面波162

6.2　球面波165

6.3　基于球形陣列的聲場球諧分解及其性能分析173

第7章　多聲源定位的多球陣列結(jié)構(gòu)設(shè)計182

7.1　球諧多重信號分類算法183

7.2　多球陣列的算法185

7.3　多球陣列的設(shè)計與仿真186

參考文獻(xiàn)198

索　　引2012100433B

《聲探測原理》從工程應(yīng)用角度出發(fā)，系統(tǒng)研究了聲探測系統(tǒng)的目標(biāo)檢測、識別、定位、跟蹤技術(shù)及傳聲器陣列信號處理技術(shù)，分析了戰(zhàn)場典型目標(biāo)聲學(xué)特性，研究了聲源目標(biāo)檢測方法，將多傳感器數(shù)據(jù)融合與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于聲探測系統(tǒng)，實現(xiàn)目標(biāo)識別與定向。針對多個寬帶聲源目標(biāo)定位問題，闡述了球諧波分析理論，構(gòu)建了多球陣列結(jié)構(gòu)模型，提出了基于多球陣列結(jié)構(gòu)的球諧MUSIC算法對三維聲源目標(biāo)進(jìn)行定位。

《聲探測原理》可作為高等院校探測、制導(dǎo)與控制專業(yè)或引信技術(shù)專業(yè)本科生、研究生的教學(xué)參考書，也可供探測與控制、引信及相關(guān)行業(yè)的科研與工程技術(shù)人員參考。

聲磁系統(tǒng)的原理: 檢測系統(tǒng)的發(fā)射器以1/75秒間斷的發(fā)射58kHz的低頻磁波，在周圍形成檢測區(qū)。當(dāng)由兩片特殊的非晶體金屬片組成的標(biāo)簽進(jìn)入檢測區(qū)域時，由于對電磁場形成干擾或其他形式的感應(yīng)，即共振信號，此信號會被配套的接收器收到，從而引起系統(tǒng)報警。

其工作原理有兩種：①在聲壓作用下，光纖中各個模之間相互干涉而產(chǎn)生相位的調(diào)制效應(yīng)；②在聲壓作用下,光纖發(fā)生微彎曲變形,使其中的蕊模和光纖表皮模間輸出的光能發(fā)生量的變化。

激光束進(jìn)入置于聲壓作用下的測量光纖d后,通過選模器g直接進(jìn)入光電探測器f，放大后進(jìn)行測量。

光導(dǎo)纖維對溫度、壓力、磁場等物理量的變化也有同樣的敏感特性，因此還可用來探測海流、海浪的變化。

光學(xué)介質(zhì)的調(diào)制效應(yīng)雖早已發(fā)現(xiàn)，但效應(yīng)十分微弱，一般不易測量。近年來低損耗光導(dǎo)纖維的研制成功和激光技術(shù)的發(fā)展，在技術(shù)上有可能使用長光導(dǎo)纖維和光頻外差檢測技術(shù)進(jìn)行水聲探測。1977年以來，美國海軍研究實驗室J.A.布卡羅等人在這方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，取得了較大進(jìn)展。光導(dǎo)纖維水聲探測分為單模光纖（只通過一種光波振蕩模型）水聲探測系統(tǒng)和多模光纖（通過兩種以上光波振蕩模型）水聲探測系統(tǒng)兩種。前者的靈敏度高，但光學(xué)系統(tǒng)復(fù)雜，使用條件要求高；后者靈敏度較低，但光學(xué)系統(tǒng)簡單，使用方便。