Методы анализа широкополосных волновых полей и обработки сигналов в задачах акустики мелкого моря

• Автор: Хромов, Алексей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Общая характеристика работы

Актуальность работы

Объект исследования

Предмет исследования.

Цель работы

Задачи работы

Научная новизна работы.

Основные положения, выносимые на защиту

Практическая значимость работы

Методы исследования.
Апробация работы
Публикации
Структура и объем работы
ГЛАВА 1. МЕЛКОЕ МОРЕ КАК ВОЛНОВАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА
1.1 Распространение звуковых волн в мелком море в терминах теории сигналов и систем.
1.2 Идеальный волновод. Импульсная характеристика и передаточная функция среды.
1.2.1 Метод нормальных волн
1.2.2 Метод мнимых источников
1.3 Двухслойный волновод. Импульсная характеристика и передаточная функция среды
1.3.1 Метод нормальных волн
1.4 Выводы
ГЛАВА 2. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ ПОЛЕЙ ИНТЕНСИВНОСТИ ШИРОКОПОЛОСНЫХ ЗВУКОВЫХ ИСТОЧНИКОВ И МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСТАНЦИИ ДО ИСТОЧНИКА
2.1 Особенности полей интенсивности.
2.2 Пространственная корреляция полей интенсивности.
2.3 Зависимость пространственной корреляции полей интенсивности от рассматриваемого диапазона частот.
2.4 Метод определения дистанции до источника
2.5 Выводы
..V ГЖЛИЯ
ГЛАВА 3. ЧАСТОТНОФАЗОВАЯ СТРУКТУРА ПОЛЕЙ ШИРОКОПОЛОСНЫХ ЗВУКОВЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЭЛЕМЕНТЫ ИМПУЛЬСНОФАЗОВОГО МЕТОДА ТОМОГРАФИИ
3.1 Введение.
3.2 Частотнофазовая структура полей в свободном пространстве.
3.3 Частотнофазовая структура полей в двухслойной среде.
3.4 Частотнофазовая структура полей в нестационарной среде
3.5 Элементы импульснофазового метода томографии
3.6 Экспериментальная проверка возможностей импульснофазового
МЕТОДА ТОМОГРАФИИ.
3.7 Выводы
ГЛАВА 4. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ ПОЛЕЙ ШИРОКОПОЛОСНЫХ ЗВУКОВЫХ ИСТОЧНИКОВ И МЕТОД СОГЛАСОВАННОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ДВУХКАНАЛЬНОГО
И НТЕРФЕРОМЕТРА
4.1 Пространственная корреляция полей.
4.2 Зависимостьпространственной КОРРЕЛЯЦИИ ПОЛЕЙ от рассматриваемого диапазона частот.
4.3 Возможности одномодового режима корреляционных измерений
4.4 Метод согласованной обработки сигналов двухкапального
ИНТЕРФЕРОМЕТРА
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Предложен метод согласованной обработки сигналов интерферометра с большой базой в мелком море, что даст- потенциальную возможность повысить угловое разрешение интерферометра на порядок по сравнению с су і цеству ющи м и методам и. ПОЛЯ интенсивности. Результаты анализа частотно-фазовой структуры импульсных сигналов и элементы импульсно-фазового метода томографии в мелком море. Результаты анализа пространственной корреляции многомодовых нолей и метод согласованной обработки сигналов двухканального интерферометра с большой базой в мелком море. Применение полученных в работе результатов позволит повысить эффективность указанных систем. Для аналитических исследований в работе были использованы методы математического анализа, теории сигналов и систем, спектрального анализа. Для компьютерного моделирования и выполнения расчетов использована среда МАТЬАВ. Графический материал получен в результате расчетов по разработанным алгоритмам. IUII. XXII сессия Российского акустического общества (Москва, ). Доклады «Математическое моделирование пространственной корреляции ноля интенсивности звуковых волн в мелком море» и «Фазовая структура поля импульсного источника в двухслойном волноводе» удостоены диплома Российского акустического общества «За лучший доклад молодого специалиста в секции «Акустика океана» XIX сессии РАО». Основное содержание диссертационной работы отражено в печатных публикациях | - ]. В том числе одна работа опубликована в издании, рекомендованном ВАК. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и двух приложений. Работа содержит рисунков, 2 таблицы. Список использованных источников включает наименований. Общий объем работы составляет 2 страницы. Дается описание структуры и объема диссертации и краткий обзор содержания по главам. В первой главе рассматриваются существующие математические модели распространения звука в океане, обосновывается выбор основных моделей в рассматриваемых задачах акустики мелкого моря. Мелкое море рассматривается как волновая информационная система. Распространение волн формулируется в терминах теории сигналов и систем. Обращается внимание на два основных подхода к описанию акустического поля в мелком море: подход многократных отражений и подход нормальных волн (мод). Приводятся выражения для передаточной функции и импульсной характеристики среды в различных представлениях поля для моделей мелкого моря в виде идеального волновода и двухслойного волновода. Во второй главе рассмафиваются особенности полей интенсивности широкополосных источников в мелком море и пространственная корреляция полей интенсивности. Обосновывается метод определения дистанции до источника широкополосного излучения одиночным приемником. В третьей главе расемафивастся частотно-фазовая сфуктура полей импульсных источников и импульсно-фазовая томография в свободном просфанстве и в мелком море. Приведены результаты моделирования фазовой сфуктуры полей импульсных источников в нестационарной срсдс. Предлагаются элементы импульсно-фазового метода томографии в мелком море. В четвертой главе рассмафивается просфанственная корреляция полей импульсных источников в двухслойной среде. Рассматривается одномодовый режим работы интерферометра. Приведены результаты моделирования согласованной обработки сигналов интерферометра в широкой полосе частот, и показан существенный выигрыш в разрешении интерферометра, достигаемый с использованием согласованной обработки по сравнению с существующими методами. Список использованных источников содержит- библиографические описания источников, ссылки на которые имеются в тексте диссертации. В приложении 1 приведено краткое описание разработанных программ моделирования акустических характеристик и распространения звуковых волн в двухслойных волноводах, с использованием которых были получены основные расчетные результаты работы. В приложении 2 приведена копия диплома Российского акустического общества «За лучший доклад молодого специалиста в секции «Акустика океана» XIX сессии РАО».