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运动目标辐射声场干涉结构映射域特征研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:物理学报
  • 时间:2014.2.1
  • 页码:251-252
  • 分类:O436.3[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工程大学水声技术重点实验室,哈尔滨150001, [2]杭州应用声学研究所声纳技术重点实验室,杭州310012
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:51279043,61201411,51209059,51009042)、水声技术重点实验室基金(批准号:9140C200203110C2003,9140C200802110c2001)和黑龙江省普通高等学校青年学术骨干支持计划(批准号:1253G019)资助的课题.
  • 相关项目:基于运动小平台的矢量阵近场强干扰抑制技术研究
中文摘要:

浅海低频声场呈稳定而显著的干涉特征,并蕴含声源状态和波导特性等信息.本文研究运动目标辐射声场干涉结构的简化映射以及映射域能量分布对目标运动状态的指示特征.理论分析了声压场和矢量声场空(时)频干涉谱图的二维傅里叶变换映射特征,推导了匀速运动目标时频干涉谱图映射域能量脊斜率与波导不变量以及距变率、航向角的关系式,证明了映射域脊斜率符号、脊斜率绝对值变化等对目标来袭或远离以及目标威胁程度的指示,并进行了数值仿真和海上试验研究.实测结果与理论、仿真分析有较好的一致性.研究结果表明:二维傅里叶变换可将声压场和矢量场时(空)频谱图干涉结构简化,匀速运动目标辐射声场干涉结构映射域的能谱脊斜率、距变率、航向角与波导不变量有解析关系式,声强谱、动能密度谱、声强流谱等声场干涉结构经映射后更为一致,映射域脊能简明的指示目标运动状态和威胁程度.

英文摘要:

In shallow water exist the stable and significant interference characteristics of low frequency sound propagation, which contain the information of the sound source state and waveguide peculiarity. A simplified mapping method for describing the scalar and vector sound field interference structure radiated by a moving target, and an indicatory mechanism of the target state implicated in the energy distribution of the mapping domain are investigated in this paper. The mapping characteristics of two-dimensional Fourier transform of the vector sound field time (space) frequency interference spectrum are analyzed theoretically. Relations among waveguide invariant, range-rate, heading angle, and energy ridge slope of the mapping domain for time-frequency interference spectrum produced by a uniformly moving target are derived. Indication of target attacking or moving away, and the degree of threatening through symbols or the absolute value change of mapping domain's ridge slope are demonstrated. Then numerical simulation and sea trial research are carried out. Experimental results with theoretical analysis and simulation results are in good agreement with each other. Research results show that the scalar and vector field time (space) frequency interference structure can be simplified by the two-dimensional Fourier transform. The mapping domain ridges, range-rate, heading angle and waveguide invariant show an analytic relationship among them. Variation embodied in the form of scalar and vector field interference structure obtained after mapping are more consistent with each other. The ridge of mapping domain can indicate the moving state of target concisely.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876