【摘 要】
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为提升水声阵列信号仿真的实时性和逼真性,本文围绕水声阵列信号的声传播特性仿真和背景噪声仿真两个方面进行了仿真优化研究,研究了声传播特性仿真的实时优化方法和阵列空间相关海洋环境噪声时间序列生成方法。针对低频率分辨率下宽带信道相频响应解卷绕时存在相位模糊的问题,提出了基于声速剖面和收发距离的宽带信道相频响应解卷绕方法,实现了低频率分辨率下的宽带信道相频曲线重构。在基于傅里叶合成法的宽带信号声传播特性仿
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为提升水声阵列信号仿真的实时性和逼真性,本文围绕水声阵列信号的声传播特性仿真和背景噪声仿真两个方面进行了仿真优化研究,研究了声传播特性仿真的实时优化方法和阵列空间相关海洋环境噪声时间序列生成方法。针对低频率分辨率下宽带信道相频响应解卷绕时存在相位模糊的问题,提出了基于声速剖面和收发距离的宽带信道相频响应解卷绕方法,实现了低频率分辨率下的宽带信道相频曲线重构。在基于傅里叶合成法的宽带信号声传播特性仿真过程中,针对构建信道频率响应时需频繁调用声传播计算模型的问题,研究了一种信道幅频和相频响应分离的插值方法,在平均幅度误差小于15%、平均相位误差小于0.2rad的范围内,实现了信道频率响应30倍插值;针对传播时延导致信道脉冲响应长的问题,研究了基于群延时的信道脉冲响应函数截取方法,实现了截取窗内包含97%以上信道脉冲响应能量的同时,截取窗长度为信道脉冲响应函数长度的0.1倍以下。基于海洋环境噪声的空间相关特性,提出一种基于频带动态分解的水声阵列海洋环境噪声时间序列生成方法,该方法依据设定的海洋环境噪声空间相关系数仿真精度,对有效带宽内频带进行动态分解,适用于需控制空间相关系数仿真精度的情形;研究了一种基于傅里叶变换的水声阵列海洋环境噪声时间序列生成方法,该方法在频域将海洋环境噪声空间相干函数矩阵进行CHOLKESY分解,并将分解矩阵与阵列海洋环境噪声频谱相乘,适用于需控制空间相干函数频率分辨率的情形。在仿真精度要求较低的情况下,基于频带动态分解的方法具有更高的仿真时间效率;在仿真精度要求较高的情况下,基于傅里叶变换的方法具有更高的仿真时间效率。
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