聲探測原理內容簡介

《聲探測原理》從工程應用角度出發(fā)，系統(tǒng)研究了聲探測系統(tǒng)的目標檢測、識別、定位、跟蹤技術及傳聲器陣列信號處理技術，分析了戰(zhàn)場典型目標聲學特性，研究了聲源目標檢測方法，將多傳感器數據融合與人工神經網絡技術應用于聲探測系統(tǒng)，實現目標識別與定向。針對多個寬帶聲源目標定位問題，闡述了球諧波分析理論，構建了多球陣列結構模型，提出了基于多球陣列結構的球諧MUSIC算法對三維聲源目標進行定位。

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

第1章　聲探測定位理論基礎1

1.1　聲波傳播機理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)的三種應用場合18

第2章　聲探測系統(tǒng)目標與環(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　目標特性測試和分析系統(tǒng)52

第3章　聲探測系統(tǒng)目標檢測與識別技術54

3.1　聲探測目標檢測和目標識別系統(tǒng)模型55

3.2　目標檢測系統(tǒng)判決準則的確定58

3.3　基于回歸運算的檢測系統(tǒng)62

3.4　利用高階統(tǒng)計量進行信號檢測研究75

3.5　聲探測系統(tǒng)目標識別技術研究79

第4章　聲探測系統(tǒng)目標定位與跟蹤技術84

4.1　傳聲器陣列輸出信號模型85

4.2　目標定位方法研究92

4.3　目標方向角估計的最小方差分析98

4.4　目標定位系統(tǒng)定位誤差分析107

4.5　運動目標的跟蹤技術121

第5章　人工神經網絡和多傳感器數據融合技術在聲探測系統(tǒng)中的應用研究127

5.1　多傳感器數據融合的基本原理128

5.2　聲探測系統(tǒng)多傳聲器數據融合方法130

5.3　目標定位多傳聲器信息融合方法139

5.4　人工神經網絡的基本理論及在聲探測系統(tǒng)中的應用145

5.5　人工神經網絡技術用于目標的方向角估計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構設計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　多球陣列的設計與仿真186

參考文獻198

索　　引2012100433B

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)。當由兩片特殊的非晶體金屬片組成的標簽進入檢測區(qū)域時，由于對電磁場形成干擾或其他形式的感應，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生相位的調制效應；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。

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

光導纖維對溫度、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。

光學介質的調制效應雖早已發(fā)現，但效應十分微弱，一般不易測量。近年來低損耗光導纖維的研制成功和激光技術的發(fā)展，在技術上有可能使用長光導纖維和光頻外差檢測技術進行水聲探測。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行了系統(tǒng)的研究，取得了較大進展。光導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，但光學系統(tǒng)復雜，使用條件要求高；后者靈敏度較低，但光學系統(tǒng)簡單，使用方便。