二维浅海波导中声场边界处理的谱无限元方法

针对传统无限元法在截断声场边界上计算精度低的问题,提出了一种基于GR (Gauss-Radau)插值的谱无限元法,以高精度处理无限远边界对声场计算的影响。首先,采用映射函数构建从自然坐标系到笛卡尔坐标系的节点转换函数,获得两种坐标系之间的映射雅克比矩阵;然后,利用基于GR插值的形函数,模拟单元节点的声压,结合映射雅克比矩阵,对二维声场波动方程进行变分处理,推导了无限单元对应的积分表达式,用于模拟实际浅海波导环境下无限远处的声传播。与基于镜像法的解析解和传统无限元法结果的对比表明：所提方法结果与解析解一致性高,相对误差约为1%,验证了该方法的有效性和准确性。     

一种基于声矢量阵混响空间特性的窄带目标探测算法

针对声矢量水听器阵主动探测问题，从声矢量混响空间特性方面开展研究。首先，从理论上分析各向同性混响条件下声压阵、振速阵的空间相关系数，指出远距离、长处理帧条件下声压、振速阵列半波长以上阵元间距的各向同性混响近似不相关；然后，以此为基础，给出声矢量圆阵信号接收模型，并针对各向异性、各向同性混响共存情况，给出了一种声矢量解析振速平滑阵列处理方法。该方法充分利用解析振速结构特点，对声压、解析振速阵列数据协方差矩阵进行累加平均，有效减小了不同阵元各向异性混响成分相干性。实测数据结果表明：声矢量解析振速平滑方法的常规波束形成处理与最小方差无畸变波束形成处理的声场级都小于声压阵处理结果，具有更高的目标分辨能力。     

高频湖底混响具有混沌性的探讨

用５种不同底质（淤泥、岩石、卵石、沙和沙砾）的湖底混响数据探讨了高频混响具有混沌特性．该结论将有助于提高混响背景下信号检测性能．     

收发深度变化对浅海混响的影响研究

海洋中,由于种种原因可能造成声呐发射深度或接收深度发生变化,针对这一问题,研究了水听器的晃动给混响强度带来的影响。在波束位移射线简正波理论的基础上推导了浅海混响模型,仿真比较了负跃层浅海情况发射深度或接收深度上下变化1m时（小幅度变化）的混响衰减曲线,结果表明发射深度或接收深度上下变化1m时对混响衰减曲线的影响不大。可以认为水听器小幅度晃动时浅海混响相对于声源深度及接收深度是稳定的。     

非平坦地形双基地海底混响的快速计算方法改进

针对传统双基地海底混响的计算量问题,对该类海底混响的理论计算模型进行了改进,利用基于Lambert散射法则的闭型表达式和基于曲线拟合的数值计算方法,实现了对任意地形双基地海底混响的快速计算。基于该方法,对不同变化规则的非平坦海底双基地混响进行了仿真分析,并讨论了周期和非周期的非平坦海底环境下,地形拟合步长对信混比计算精度的影响。仿真结果表明:该方法能够快速计算得到复杂海底地形的信混比空间分布。相比经典单元散射混响模型,所提出的双基地海底混响计算改进方法可以大幅提高计算效率,同时在合理的海底地形拟合步长前提下兼顾计算结果的精度。     

混响背景下基于高阶统计量的动目标检测方法

针对混响背景中的动目标检测问题，根据基阵接收数据经过波束形成与匹配滤波后的输出结果计算高阶统计量，并将其视作观测空间。基于此空间中混响和目标回波的差异，利用多ping的高阶统计量构造特征向量，计算特征向量之间的马氏距离作为混响和目标差异的量化标准，再依据最大一致条件功效检测准则选择门限检测方法。波形数据仿真与海上实录数据检验均表明该方法的检测性能优于单ping波束形成及匹配滤波方法。通过蒙特卡洛仿真获得不同信混比下的ROC曲线，与单ping检测相比，在保证虚警概率小于0.01，检测概率大于0.5的条件下，最小可检测信混比降低约6dB。     

运动声呐海底混响建模及仿真研究

在水平不变海洋声道中,基于声源和接收器运动情况下窄带脉冲声传播表达式,导出了收发合置声呐在水平运动情况下的海底混响信号模型.针对模型仿真,提出了一种基于距离-方位角单元结构的混响时间序列仿真方法,该方法能够有效解决时延一多普勒单元内不同模态简正波相关散射系数难以表达的问题,并且实现了任意单元的时延一多普勒间隔小于额定分辨率.仿真结果的功率谱及概率密度分布情况显示了建模及仿真方法的有效性.     

目标和环境特性对主动声呐浮标作用距离影响研究

主动声呐浮标的作用距离不仅和自身设备性能有关,还和目标运动特征及环境特性有着密切的关系.通过建立潜艇目标运动、海洋混响的数学模型,利用浅海平滑平均声场理论推导了潜艇深度变化后主动声呐浮标的作用距离,讨论了潜艇采用不同航深以及海洋混响对主动声呐浮标作用距离的影响,并进行了仿真.结果表明,目标和环境特性对主动声呐浮标的作用距离有重要影响,为航空搜潜训练提供了理论依据.