声探测原理

第1章　声探测定位理论基础1

1.1　声波传播机理1

1.2　声探测定位方法11

1.3　声定位系统18

1.4　声探测系统的三种应用场合18

第2章　声探测系统目标与环境特性分析19

2.1　声探测系统的能量方程19

2.2　战场典型声源的特性与分析21

2.3　战场环境特性分析及对声探测系统的影响44

2.4　目标特性测试和分析系统52

第3章　声探测系统目标检测与识别技术54

3.1　声探测目标检测和目标识别系统模型55

3.2　目标检测系统判决准则的确定58

3.3　基于回归运算的检测系统62

3.4　利用高阶统计量进行信号检测研究75

3.5　声探测系统目标识别技术研究79

第4章　声探测系统目标定位与跟踪技术84

4.1　传声器阵列输出信号模型85

4.2　目标定位方法研究92

4.3　目标方向角估计的最小方差分析98

4.4　目标定位系统定位误差分析107

4.5　运动目标的跟踪技术121

第5章　人工神经网络和多传感器数据融合技术在声探测系统中的应用研究127

5.1　多传感器数据融合的基本原理128

5.2　声探测系统多传声器数据融合方法130

5.3　目标定位多传声器信息融合方法139

5.4　人工神经网络的基本理论及在声探测系统中的应用145

5.5　人工神经网络技术用于目标的方向角估计153

第6章　球谐波理论及声场球谐域建模162

6.1　平面波162

6.2　球面波165

6.3　基于球形阵列的声场球谐分解及其性能分析173

第7章　多声源定位的多球阵列结构设计182

7.1　球谐多重信号分类算法183

7.2　多球阵列的算法185

7.3　多球阵列的设计与仿真186

参考文献198

索　　引2012100433B

《声探测原理》从工程应用角度出发，系统研究了声探测系统的目标检测、识别、定位、跟踪技术及传声器阵列信号处理技术，分析了战场典型目标声学特性，研究了声源目标检测方法，将多传感器数据融合与人工神经网络技术应用于声探测系统，实现目标识别与定向。针对多个宽带声源目标定位问题，阐述了球谐波分析理论，构建了多球阵列结构模型，提出了基于多球阵列结构的球谐MUSIC算法对三维声源目标进行定位。

《声探测原理》可作为高等院校探测、制导与控制专业或引信技术专业本科生、研究生的教学参考书，也可供探测与控制、引信及相关行业的科研与工程技术人员参考。

声磁系统的原理: 检测系统的发射器以1/75秒间断的发射58kHz的低频磁波，在周围形成检测区。当由两片特殊的非晶体金属片组成的标签进入检测区域时，由于对电磁场形成干扰或其他形式的感应，即共振信号，此信号会被配套的接收器收到，从而引起系统报警。

其工作原理有两种：①在声压作用下，光纤中各个模之间相互干涉而产生相位的调制效应；②在声压作用下,光纤发生微弯曲变形,使其中的蕊模和光纤表皮模间输出的光能发生量的变化。

激光束进入置于声压作用下的测量光纤d后,通过选模器g直接进入光电探测器f，放大后进行测量。

光导纤维对温度、压力、磁场等物理量的变化也有同样的敏感特性，因此还可用来探测海流、海浪的变化。

光学介质的调制效应虽早已发现，但效应十分微弱，一般不易测量。近年来低损耗光导纤维的研制成功和激光技术的发展，在技术上有可能使用长光导纤维和光频外差检测技术进行水声探测。1977年以来，美国海军研究实验室J.A.布卡罗等人在这方面进行了系统的研究，取得了较大进展。光导纤维水声探测分为单模光纤（只通过一种光波振荡模型）水声探测系统和多模光纤（通过两种以上光波振荡模型）水声探测系统两种。前者的灵敏度高，但光学系统复杂，使用条件要求高；后者灵敏度较低，但光学系统简单，使用方便。