液体中光声信号吸收衰减的研究

研究水的声吸收所引起的光声脉冲幅度的变化。脉冲声波由激光通过光击穿机制产生。文中给出了光声脉冲峰值声压与传播距离和声吸收系数之间的理论关系式。实验测量结果和理论曲线所描述的变化规律相符合。     

不同光声脉冲信号与液体非线性参量测量

在不同的条件下，脉冲激光在液体中激发的光声脉冲波的波阵面可近似为平面，柱面或球面．具有不同波阵面的声脉冲在液体中传播时，其前沿上升时间随传播距离的变化规律不同，因此，液体非线性参量和声脉冲上升时间改变量之间的关系也不同。本文讨论了平面、柱面和球面的波阵面的光声脉冲波的上升时间和传播距离的关系，并给出了相应的Ｂ／Ａ的表达式．     

高浓度气体共振光声光谱信号饱和特性研究

采用恒流驱动耦合机械斩波技术在激光光声光谱装置上系统测量了5%—100%宽浓度范围甲烷气体的共振光声信号,发现在高浓度区共振光声信号呈现异常的饱和特征.基于气体吸收和光声光谱原理定量分析了光声信号饱和的主要原因及影响因素,研究表明,气体样本对入射光强吸收而导致的声源与本征共振模式的耦合系数改变是异常饱和的主要原因,并导出判定光声信号饱和深度的准则以用于判定高浓度气体饱和深度.     

脉冲激光在水中产生的声波

当高强度周期性调制的光束或脉冲激光柬入射到介质中时，通过光与物质的相互作用，部分光能转变为声能，从而在介质中形成声波，这一效应称为光声效应。在光声效应的基础上发展起来的光声光谱技术，已广泛用于物质结构的研究。     

浅海双跃层脉冲声传播

利用在东海测量的双跃层声速剖面和修改的单跃层声速剖面,数值模拟了2种跃层条件下不同收发深度声脉冲传播的波形。模拟结果表明,当声源或接收器位于上混合层时,信号波形在2种条件下都出现梳状多途结构。当声源和接收器都位于下混合层时,信号波形在2种条件下均相似。当声源位于中间均匀层时,信号波形在除上混合层以外的4层都有显著差异。用简正波的深度-简正波号域的幅度和相应的群速度解释了双跃层和单跃层声速剖面条件下信号波形特点以及异同的原因。     

运动目标的主动声探测脉冲回波信号波形重构

水下主动声探测是水下目标探测的主要技术之一,其目标回波信号的模拟技术对水下作战防御、声呐和水中兵器以及水下目标探测系统的研制、实战操作训练等多项国防及民用领域具有十分重要的作用。 针对常见的 CW 和 LFM 主动声探测信号,开展了运动目标回波信号波形的重构技术研究。 在捕获得到主动声探测脉冲的条件下,利用“波形存储重发”的基本方法,根据运动目标相对运动速度,重新设置回波信号采样频率,从而实现宽带回波信号(LFM 信号)及窄带回波信号(CW 信号)的多普勒频移模拟。 根据目标回波时延信息,给出了目标回波时延重构模拟方法,并根据不同目标类型和入射方位给出了目标强度参数设置的参考。     

海水对海洋平台声发射传播特性影响研究

针对海洋平台水下钢结构无损检测的需要,研究在空气、淡水和海水作为耦合介质的情况下,声发射波在钢结构传播过程中幅值和能量的变化趋势,以及幅值和能量损失的原因。基于声发射波反射原理,分析声发射波在钢结构中传播的多径效应及波形转换特性,并解释了时域波形发生分离的原因。根据实验结果,分析了盐度对声发射波传播特性的影响。该项研究为提高海洋平台声发射检测中故障源的精确定位提供了实验依据。     

江豚声信号的记录与分析

早在50年代, Kellogg, Scheyil1l, Evans和Norris等人分别记录和研究了海豚的声信号, Schevill和 Lawrence通过实验有力地证实了海豚具有很好的回声定位能力。60年代以来,各国对海豚动物声呐进行了广泛研究,取得了很大进展。多年来,不少国外学者在实验工作的基础上对海豚的声发射与接收机制提出了一些近似的物理模型,不同程度地解释了一些海豚声呐系统中的现象,但与仿生学的综合研究的目标还相距甚远。对海豚水下声信号进行深入的定量测量与分析,仍是海豚仿生学中一项重要的基础工作,它对进一步研究、改进水下声学探测设备和强背景噪声下弱信号的识別与检测都有着实际指导意义。目前在大约五十余种海豚中,除对胆鼻海豚(Tursiops truncates)国外有过较多的研究外,对其他海豚的研究则很少。 江豚属齿鲸亚目,是体型最小的一种海豚。它主要分布在日本海和中国及东南亚各国沿岸海域,在中国长江口分布最为集中。每年3,4月份江豚到长江口一带生殖,有时沿江深入甚远。日本学者 Kazuhiro Mizue等(1968)和英国的Purves(1983)都对江豚的水下声信号作过记录与测量,但Kazuhiro Mizue等只记录到4kHz, Purves也只记录了30Hz-35kHz的信号;遗憾的是,由于信噪比太低,他们都没有进行详细的频谱分析。本实验所记录到的江豚声信号,由于记录器频带范围的限制,频率范围仅是40Hz-70kHz,其中包括了几种不同波形的较高频和低频脉冲信号,本实验对其频谱和周期作了较为详细的分析测量。     

主动声探测信号的捕获与回波重构电路设计

针对主动声探测脉冲偶发、短时、超声、单频、大动态的特点，传统的微弱信号采集电路已不能满足对其探测捕获的需求。提出了一种多级放大多路同步采集的电路系统，对预处理的信号进行多级放大。 由 DSP 同时对多级输出信号进行采集与识别，将采集的某路合适信号进行分析并重构回波。该方法有效地提高了系统的实时性，满足实际情况下对主动探测脉冲的捕获与分析重构。     

阿德雷企鹅声信号特征初步研究

企鹅是南极生物的代表，约有1.2亿只，其中阿德雷企鹅的种群最大，约占其总数量的1/3，主要分布在南极大陆东部和南极半岛及其沿岸岛屿。 南极鸟类发出的声信号是它们集群、行动、繁殖、辨认配偶及幼子、抚育后代和防御外来侵害保卫自己的重要功能之一。中外学者分别对南极某些鸟类的生态行为和发声信号进行了研究，并取得较好的研究成果(Taylor et al.，1990；张春光等，1991；程明华等，1992，1993；Kerry et al.，1993)。但有关企鹅在不同生态行为下发声信号的研究却较少，除Speirs等(1991)对企鹅发声识别能力进行研究外，迄今尚未见有关其他报道。因此，本文作者利用范振刚同志20世纪80年代从南极现场对企鹅录音磁带作为原始资料，采用日本产7T08信号处理器，对阿德雷企鹅伴随生态行为发出的声信号的波形结构、声频范围及频谱特征等有关物理参数进行了初步研究，为更好地保护企鹅、维持南极的生态平衡提供了科学依据。     

加州海狮水下声信号的分析

国外对加州海狮水下声进行了不少研究,但尚未取得一致结论。我们对北京动物园中的加州海狮(Zalophus californianus) “东东”和“玲玲”的水下声信号进行了测试和分析。发现它们在水下发出许多种声信号。在缓慢的自由游泳状态发出幅度较低、没有明显规律的脉冲,而当快游接近池壁或跳出水面之前和入水之时,则发出上升时间短、幅度很大的脉冲列。“东东”三岁半,好动,发声极多,其脉冲声信号较易测到。     

负跃层浅海中信号波形的多速结构

海洋中水声信号波形的变化规律是一个重要的研究课题,利用信号波形特征可能识别不同的水下目标、提高信号处理的增益.信号波形的规律性也可用来监测某些海洋环境参数的变化.深海中存在较稳定的水下声道,文研究过水下声道中信号波形规律.由于浅海环境的复杂性,海水介质及其边界在空间与时间上存在着有规则的与随机的变化.因而浅海中脉冲信号的波形结构需要进行专门的研究.本文仅就负跃层浅海中的信号波形规律进行一些探讨.     

崂山影剧院音质改善的声学设计

利用混响时间及其频率特性实测值,通过分析计算,在一些建筑条件限制下,采用恰当地声学处理措施,调整了混响时间及其频率特性,提出一种简便有效的方法。     

南海狮的回声定位

国外对加州海狮(Zalophus californianus)的回声定位进行了一些研究,但其它种类海狮未见报导.我们在对加州海狮进行了一些实验后,对南海狮(Ostoriabyronia)进行了研究,以对其回声定位能力进行判断和评价,并与加州海狮进行对照比较.     

神舟四号高度计波形数据预处理和信息提取

神舟四号(SZ-4)高度计在国内首次提供了星载雷达高度计回波波形数据.本文中作者分析了SZ-4高度计回波波形的特点,完成波形数据的预处理,并在此基础上完成初步的信息提取.在数据预处理方面,通过SZ-4高度计水陆边界处波形的特点,提出了波形最大幅度控制的方法,筛选回波波形.在波形归一化处理过程中,发现SZ-4高度计波形中存在双峰现象,并指出第二个峰为异常波形区.在波形信息提取方面,利用波形重新跟踪得到的半功率点计算出SZ-4高度计高度跟踪补偿误差,并根据高度计天线指向角和回波波形下降沿斜率之间的关系,从波形后沿提取天线指向角信息.分析结果表明,SZ-4高度计天线指向比较平稳,而跟踪补偿由于变化较大,在计算海面高度时,应作为一项误差源被考虑到.     

由正入射遥测海底介质参数方法初探

通过数值模拟计算发现，对于分层有吸收海底，在层厚已知的条件下，除最下面的介质以外．有可能利用垂直入射的脉冲声波遥测各层的密度、声速与吸收系数。此法的要点是，根据入射波和层参数的假设值算得反射信号，与实际反射信号比较；然后改变参数再作计算，直到误差最小为止．此时对应的层参数即为介质参数值实际的估计值。指出根据这种方法有可能实现以自适应方法遥测分层海底的介质参数。     

INFLUENCE OF SEDIMENT SOUND VELOCITY ON TIME-FREQUENCY CHARACTERISTICS OF THE SIGNAL IN THE DEEP SEA

This paper uses acoustical method to obtain the sound speed structure information of the deep sea sediment. The time-frequency characteristics of the explosive sound signals in the deep sea are analysed by using the narrow-band filters, and the bottom-reflecting path and bottom-refracting path are separated in time domain. Based on the two kinds of selected bottom models the travel-time difference between the two paths mentioned above is calculated according to the ray theory, and simple analytical formulae are obtained. The bottom model, which is more suitable for the experimental area, is identified by comparing the theoretical with experimental travel-time differences versus range.