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公开(公告)号：CN116559776A
公开(公告)日：2023-08-08
申请号：CN202310510226.5
申请日：2023-05-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于水声信号处理技术领域，具体涉及一种基于深海矢量声场宽带干涉条纹结构的水中目标深度估计方法。本发明通过部署在临界深度下的矢量垂直阵接收到海面附近目标通过可靠声路径传播的直达波和海面反射波组成的声场信息，通过矢量阵列信号处理方法将接收到的含噪宽带声压信号和宽带振速信号所包含的宽带干涉条纹结构和目标垂直到达角空间信息进行直观的反映，并且利用时间‑频率分布的宽带干涉条纹结构和频率以及目标垂直到达角之间的关系实现对目标深度的估计。本发明利用矢量垂直阵实现了对目标激发声场信息的获取，通过矢量波束形成技术将声场的特征映射到空间域，不需要对海洋环境参数进行精确的测量和获取。
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公开(公告)号：CN110082741B
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN201910194162.6
申请日：2019-03-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S7/52
Abstract: 本发明提供的是公开了一种基于伪数据重构的超分辨波达角估计算法。构建噪声特征值不发散的协方差矩阵，当阵列导向矢量满足奇函数时，将构建协方差矩阵进行复共轭运算，使协方差矩阵将包含目标对称位置处的DOA信息，将构建协方差矩阵和进行复共轭运算后的构建协方差矩阵进行相加，得到新的协方差矩阵。在为新协方差矩阵添加匹配源，得到匹配协方差矩阵。利用匹配协方差矩阵中噪声子空间对应的第一个特征值和原始协方差矩阵的噪声子空间对应的第一个特征值的两倍相减，构建了新的空间谱。本发明将角度分辨率提高，有利于对目标的探测、检测；将对称目标信息融入，使得谱搜索范围减半，有效减少算法复杂度，降低算法对硬件的存储、传输的要求。
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公开(公告)号：CN110082741A
公开(公告)日：2019-08-02
申请号：CN201910194162.6
申请日：2019-03-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S7/52
Abstract: 本发明提供的是公开了一种基于伪数据重构的超分辨波达角估计算法。构建噪声特征值不发散的协方差矩阵，当阵列导向矢量满足奇函数时，将构建协方差矩阵进行复共轭运算，使协方差矩阵将包含目标对称位置处的DOA信息，将构建协方差矩阵和进行复共轭运算后的构建协方差矩阵进行相加，得到新的协方差矩阵。在为新协方差矩阵添加匹配源，得到匹配协方差矩阵。利用匹配协方差矩阵中噪声子空间对应的第一个特征值和原始协方差矩阵的噪声子空间对应的第一个特征值的两倍相减，构建了新的空间谱。本发明将角度分辨率提高，有利于对目标的探测、检测；将对称目标信息融入，使得谱搜索范围减半，有效减少算法复杂度，降低算法对硬件的存储、传输的要求。
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公开(公告)号：CN118425877A
公开(公告)日：2024-08-02
申请号：CN202410629729.9
申请日：2024-05-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S3/80
Abstract: 本发明公开了一种阵元姿态误差下稳健声矢量圆阵方位估计方法。本发明通过对实际声矢量圆阵进行幅度加权处理用以减小噪声功率不一致性影响；推导了阵元姿态误差存在时单矢量传感器和声矢量圆阵导向向量的新的表示形式；根据实际导向向量和噪声子空间的正交性构建目标函数，并通过对包含姿态误差参数信息的向量增加约束条件建立最优化问题，在预设方位角下求解得到此向量的闭式解使得目标函数最小化以估计信源方位角。同样构建类似关于姿态误差参数的最优化问题，并利用联合迭代的方式估计信源方位角。本发明在声矢量圆阵存在阵元姿态误差时具有较强的稳健性并能够准确估计水下目标方位角，适用于实际工程应用。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117471523A
公开(公告)日：2024-01-30
申请号：CN202311642088.2
申请日：2023-12-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种基于矢量水听器的可调向差分波束形成器设计方法，属于阵列信号处理领域，利用小孔径的特殊性，利用麦克劳林级数展开获得了基于矢量阵的高阶指向性波束图表达形成；根据差分指向性与频率无关的特性，给出理想情况下的高阶指向性表达式，并对理想的可调向指向性表达式进行展开以满足矢量阵高阶指向性波束图的各个子项；最后按阶数将矢量阵高阶指向性波束图的各个子项与理想的可调向指向性表达式的各个子项进行对比联立，利用最小二乘法求取各通道权值实现基于矢量水听器的可调向差分波束形成器设计。本发明利用矢量水听器各通道的信息获得高阶指向性，提高信噪比，更利于对水下微弱目标的探测，克服了常规线型阵列无法实现指向性调向的弊端。
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公开(公告)号：CN118898155A
公开(公告)日：2024-11-05
申请号：CN202410899310.5
申请日：2024-07-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/20 , G06F17/15 , G06F17/13 , G06F119/02
Abstract: 本发明属于阵列信号处理技术领域，具体涉及一种适用于矢量任意平面小孔径阵列的可转向差分波束形成器设计方法。本发明将理想差分波束图表达式展开为可转向形式，利用Jacobi‑Anger展开与整数阶贝塞尔函数近似，逼近理想差分波束图函数，获得了适用于矢量任意平面小孔径阵列的波束图表达式；对任意阶数的差分波束图表达式，采用最小二乘法求取矢量传感器各通道权值，实现了适用于矢量任意平面小孔径阵列的可转向差分波束形成器设计。本发明一方面解决了传统差分波束形成器设计方法对几何形状的依赖性问题，另一方面解决了传统方法设计一阶差分波束形成器时白噪声被放大问题。
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公开(公告)号：CN116542173A
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202310434547.1
申请日：2023-04-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/28 , G06F17/12 , G06F119/14 , G06F119/10 , G06F119/08 , G06F119/12 , G06F113/08
Abstract: 本发明公开了一种含分布气泡水介质的非线性背向散射声场计算方法，使用微扰法，通过气泡体积二阶非线性振动方程得出对应的气泡体积变化量；接着联立速度势表示的波动方程和Rayleigh方程，得到气泡的非线性散射声压；将气泡的体积变化量与非线性散射声压代入气泡非线性散射截面定义式，得出单个气泡的非线性散射截面，推广到单个气泡的非线性背向散射截面并进行积分，得到分布气泡群的等效非线性背向散射截面，逆向代回气泡非线性散射截面的定义式，得到含分布气泡水介质的非线性背向散射声压：在双频激励下，得出非线性差频背向散射声压；在单频激励下，得出非线性二次谐波背向散射声压。本发明计算简便，计算结果准确可靠。
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公开(公告)号：CN118393474A
公开(公告)日：2024-07-26
申请号：CN202410520355.7
申请日：2024-04-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种宽频带复合布阵方式的矢量声呐阵列系统，目前传统声呐为了得到更高的空间增益及空间分辨率、以期达到更精准的测向/测距能力，往往通过增大阵列孔径、阵元数目的方式来实现，导致传统声呐存在设备体积庞大、布放难度较大、后续维护困难等问题。针对此问题，本方案提出一种宽频带复合布阵方式的矢量声呐阵列系统，针对于深远海宽频带探测系统进行结构优化设计，通过小孔径一体化的布阵方式，增强了矢量探测系统的隐蔽性；伴随着新型复合矢量声呐设计与研制，复合布阵方式的矢量声呐系统可实现对水下或者水面目标的有效探测；此外，经过相关算法处理后，噪声功率可以得到大幅降低。
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公开(公告)号：CN116520248A
公开(公告)日：2023-08-01
申请号：CN202310445530.6
申请日：2023-04-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种能稳定安装布放的矢量声纳水域环境监测系统，针对复杂海洋环境产生的流噪声干扰，采用双层导流设计来抑制噪声，采用的双层导流设计包括：第一层是导流罩设计；第二层是对矢量水听器灌封充油，矢量水听器采用两只矢量水听器垂直布放，将接收到的水下声信号转换为电信号输出至数据采集系统；在双层导流设计基础上，系统采用矢量综合目标定位算法对水下平台设备的周边水域环境进行全天候实时监测，判定侵入目标的位置和位移，实现对目标声源的定位。本发明有效抑制了海洋环境流噪声以及水下平台设备的噪声干扰，同时配套的水听器支架能够保障系统稳定安装布放，水下仪器舱以及数据采集处理系统能保障系统长时间平稳运行。
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