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[发明专利]一种矢量舷侧阵稳健波束形成方法-CN202110424361.9有效
发明人： 时胜国;张旭;杨德森;文聪;刘鑫宇;张昊阳;朱中锐 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2021-04-20 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G01S7/537 文献下载
摘要：本发明提供一种矢量舷侧阵稳健波束形成方法，针对声呐自噪声影响舷侧阵系统探测性能的问题，基于矢量声呐阵列信号处理模式，设计空域矩阵滤波器抑制机械噪声和螺旋桨噪声等近场强干扰，利用对角减载运算滤除流噪声、海洋环境噪声和其他探测扇面内残余的非相关噪声，最后使用稳健波束形成算法对远场目标进行方位估计。本发明能够最大程度的有效滤除自噪声成分，增强输出信噪比和稳健性，进而提升系统的抗噪能力、空间分辨力和方位估计性能。
一种矢量舷侧阵稳健波束形成方法

[发明专利]基于参量次级声源的水下结构噪声控制方法-CN202310575022.X在审
发明人：张昊阳;陈佳伟;时洁;孙闻伯;时胜国;李松;胡博;徐航 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-05-22 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： G10K11/178 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于参量次级声源的水下结构噪声控制方法，它包括：首先，利用结构表面的声压和法向振速信息，采用远场噪声预测方法，获得远场虚拟参考点处的辐射噪声，为参量次级声源控制提供输入依据。其次，建立了多通道参量声场模型，验证参量次级声场的可控性，采用正则化最小二乘算法，以远场多个虚拟参考点处声压平方和最小为目标，获得了多通道信号发射参数。最后，在水下结构监测信息缺失时，采用局部控制策略，获得了水下结构噪声控制效果。本发明针对远场噪声预测准确区域进行定向控制，解决了监测信息缺失带来的传统有源降噪效果变差的问题，同时提高了系统的可靠性与稳定性，为水下结构有源噪声控制技术应用奠定了理论基础。
基于参量次级声源水下结构噪声控制方法

[发明专利]一种含分布气泡水介质的非线性背向散射声场计算方法-CN202310434547.1在审
发明人：时洁;程月祝;张力元;张昊阳;李松;时胜国;胡博;曹源;付晓月;桂晨阳;陈峰 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-04-21 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种含分布气泡水介质的非线性背向散射声场计算方法，使用微扰法，通过气泡体积二阶非线性振动方程得出对应的气泡体积变化量；接着联立速度势表示的波动方程和Rayleigh方程，得到气泡的非线性散射声压；将气泡的体积变化量与非线性散射声压代入气泡非线性散射截面定义式，得出单个气泡的非线性散射截面，推广到单个气泡的非线性背向散射截面并进行积分，得到分布气泡群的等效非线性背向散射截面，逆向代回气泡非线性散射截面的定义式，得到含分布气泡水介质的非线性背向散射声压：在双频激励下，得出非线性差频背向散射声压；在单频激励下，得出非线性二次谐波背向散射声压。本发明计算简便，计算结果准确可靠。
一种分布气泡介质非线性背向散射声场计算方法

[发明专利]一种双圆阵的方位-等效时延差被动定位方法-CN202010198116.6有效
发明人： 时胜国;张旭;杨德森;朱中锐;方尔正;莫世奇 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-03-19 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： G01S5/02 文献下载
摘要：本发明提供一种双圆阵的方位‑等效时延差被动定位方法，首先建立双阵空间定位模型，获取两圆阵各阵元输出数据xl(t),l＝1,2；利用空间谱估计算法，分别计算目标相对两阵列参考点的方位角θ1,θ2；利用时延估计算法，计算圆阵1第i个阵元与圆阵2第j个阵元接收数据的时延差τij，利用τij计算等效时延差τe；将方位角θ1,θ2和等效时延差τe代入方位‑等效时延差定位公式中，获取目标到各阵列参考点的距离R1R2，以及目标坐标位置坐标(xs,ys)。本发明避免在均匀圆阵中心增加参考阵元，简化阵列结构、节省系统成本，同时利用阵列冗余信息，提高时延估计精度，进而提高了目标定位精度。
一种双圆阵方位等效时延差被动定位方法

[发明专利]一种可调控水下声波反射角的超薄声学超表面-CN202211663025.0在审
发明人：胡博;赵思缘;李松;时洁;时胜国;王世博;王思源;潘琳琳 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-12-23 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： G10K11/36 文献下载
摘要：一种可调控水下声波反射角的超薄声学超表面属于声学超表面技术领域，解决了声学超表面的单元结构尺寸较大，水中低频声波难以调控，对材料要求高的技术问题，包括第一均匀介质、第二均匀介质、第三均匀介质、第四均匀介质、第五均匀介质、第六均匀介质、第七均匀介质、第八均匀介质、隔板以及底板；本装置通过改变介质高度来设计超表面，结构简单。通过调节周期宽度d与波长λ的关系来调节反射波的角度，变化参量少。本装置有效减小了超表面的尺寸，厚度较小。本装置在任意入射角度均可以实现异常反射现象。
一种调控水下声波反射角超薄声学表面

[发明专利]一种结构简单的可调控水下声波反射角的超薄声学超表面-CN202211663602.6在审
发明人：胡博;赵思缘;李松;时洁;时胜国;王世博;王思源;潘琳琳 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-12-23 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： G10K11/28 文献下载
摘要：一种结构简单的可调控水下声波反射角的超薄声学超表面属于声学超表面技术领域，解决了传统声学超表面的单元结构较为复杂，尺寸较大，水中低频声波难以调控的技术问题，包括第一均匀介质、第二均匀介质、第三均匀介质、第四均匀介质、第五均匀介质、第六均匀介质、第七均匀介质、第八均匀介质、隔板以及底板；本装置通过改变介质高度来设计超表面，结构简单。通过调节周期宽度d与波长λ的关系来调节反射波的角度，变化参量少。本装置有效减小了超表面的尺寸，厚度较小。本装置在任意入射角度均可以实现异常反射现象。
一种结构简单调控水下声波反射角超薄声学表面

[发明专利]一种中心对称声矢量圆阵快速空间谱压缩超分辨方位估计方法-CN201910909453.9有效
发明人：时洁;李赫颖;杨德森;时胜国;张宇涵;李志超;朱中锐;柳艾飞 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-09-25 - 公布日： 2023-03-24 - 主分类号： G01S3/802 文献下载
摘要：本发明提供一种中心对称声矢量圆阵快速空间谱压缩超分辨方位估计方法，首先将声矢量圆阵上、下半个圆环的传感器分别按特定顺序排列，采集声信号，构造出满足的导向矢量；然后根据声矢量传感器的平均声强抗噪原理，采用声压振速联合处理的方法构建出协方差矩阵，降低了矢量阵导向矢量矩阵维度同时改善了抗噪能力；随后根据真实源和与真实源相差180度的虚拟源的空间谱构造出一个新的空间谱函数进行半谱搜索，实现了对声矢量圆阵空间谱的压缩；最后通过本发明构造的判别式快速地判别出真实的声源方位。本发明首次实现了对矢量圆阵的空间谱进行压缩，在保证高分辨率的同时极大的提高了运算效率，实现了声矢量圆阵的快速高效的超分辨率方位估计。
一种中心对称矢量快速空间压缩分辨方位估计方法

[发明专利]一种声矢量阵联合处理方位估计方法-CN202211073071.5在审
发明人： 时胜国;张旭;杨德森;朱晓春;朱中锐;徐付佳 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-09-02 - 公布日： 2022-12-13 - 主分类号： G01S3/802 文献下载
摘要：本发明公开了一种声矢量阵联合处理方位估计方法，建立声矢量阵输出信号模型，根据所述模型构建声压振速联合处理的协方差矩阵RV，将协方差矩阵RV分解为观测系数矩阵与剩余协方差矩阵Ruv，将观测方位从声压振速互协方差矩阵中剥离，然后通过对剩余协方差矩阵的奇异值分解重构厄米特协方差矩阵，最后使用所述重构协方差矩阵实施空间谱估计，得到估计方位。本发明避免了观测方位固定导致某些方位信号被滤除或削弱的问题，也无需对观测方位进行扫描，解决了算法复杂度过高的问题，通过对声压振速互协方差矩阵奇异值分解与重构，增强了声矢量阵处理的抗噪能力，进而提升了低信噪比条件下多目标分辨力和方位估计性能。
一种矢量联合处理方位估计方法

[发明专利]一种可调控水下声波反射角的声学超表面-CN202010475315.7有效
发明人：胡博;陈聪;李明杰;杜逸眉;时胜国;方尔正;莫世奇;张揽月;时洁;李松 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-05-29 - 公布日： 2022-12-13 - 主分类号： G10K11/28 文献下载
摘要：本发明提供的是一种可调控水下声波反射角的声学超表面，它包括：均匀介质(1)、均匀介质(2)、均匀介质(3)、均匀介质(4)、隔板(5)以及底板(6)，均匀介质(1)、均匀介质(2)、均匀介质(3)、均匀介质(4)呈周期性排列，每两种介质之间用隔板(5)隔开，均匀介质(1)、均匀介质(2)、均匀介质(3)、均匀介质(4)以及隔板(5)的底部附有底板(6)。本发明所提供的声学超表面能够对水下反射声波的反射角进行调控。
一种调控水下声波反射角声学表面

[发明专利]一种阻抗及厚度梯度变化的低频宽带准周期性隔声结构-CN202010475330.1有效
发明人：胡博;李明杰;陈聪;杜逸眉;时胜国;方尔正;莫世奇;张揽月;时洁;李松 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-05-29 - 公布日： 2022-12-13 - 主分类号： G10K11/16 文献下载
摘要：本发明提供一种阻抗及厚度梯度变化的低频宽带准周期性隔声结构，由一系列阻抗及厚度梯度变化的均匀介质按周期性排列组成的准周期性结构。本发明较传统周期性结构，能够在相同尺寸的准周期性结构下获得更低与更宽的带隙，且制作工艺简单，可设计性强，介质的选择范围较广，适用于减振降噪方面的应用。
一种阻抗厚度梯度变化低频宽带周期性结构

[发明专利]一种声矢量圆阵相干目标方位估计方法-CN201910194811.2有效
发明人： 时胜国;李赢;杨德森;朱中锐;柳艾飞;时洁;方尔正;莫世奇;张揽月;胡博 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-03-14 - 公布日： 2022-12-13 - 主分类号： G01S3/802 文献下载
摘要：本发明提供的是一种声矢量圆阵相干目标方位估计方法。构建声压P(t)与振速Vx(t)、Vy(t)的互协方差矩阵Rx和Ry，将两个互协方差矩阵堆叠获得新的矩阵Rxy＝[Rx，Ry]T；将矩阵Rxy进行奇异值分解，得到最大奇异值对应的左奇异向量u1；将空间方位角平面进行离散化得到空间角度集合Θ，构建过完备基B(Θ)，建立稀疏求解框架min||∑||1+ε||u1‑B(Θ)∑||2，通过求解的∑得到空间谱，通过谱峰位置估计目标方位。仿真分析及试验结果表明，该方法可有效解决入射信号相关性大或相干、目标在空间方位上角度间隔较小，环境噪声大等情况下的方位估计问题。而且，该方法无需估计噪声功率或者信号数目，为声矢量圆阵相干目标的远程被动测向问题提供了有效方法，具有良好的应用前景。
一种矢量相干目标方位估计方法

[发明专利]一种基于虚拟球阵列扩展技术的噪声源定位识别方法-CN201910909476.X有效
发明人： 时胜国;杨博全;杨德森;时洁;张昊阳;张揽月;胡博 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-09-25 - 公布日： 2022-12-13 - 主分类号： G01S5/22 文献下载
摘要：本发明提供一种基于虚拟球阵列扩展技术的噪声源定位识别方法，具体地说是将基于波束形成正则化矩阵的虚拟阵列扩展技术与空心球阵相结合，得到虚拟双半径空心球阵列和通过‘声压‑振速’联合处理获得的具有心形指向性的虚拟阵元组成的空心球阵列。该方法可有效地克服了单层空心球阵在其径向函数零点(球贝塞尔函数极小值)对应的频率定位不稳定问题，从而提高了噪声源定位识别精度。
一种基于虚拟阵列扩展技术噪声定位识别方法

[发明专利]一种采用压缩等效源法的封闭空间内声场预测方法-CN202110743967.9有效
发明人： 时胜国;郭强;杨德森;杨博全;张昊阳;时洁;李松 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2021-07-01 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种采用压缩等效源法的封闭空间内声场预测方法，步骤1：采用布放在舱室空间内部的传声器监测封闭空间噪声，获得内声场测试数据为P；步骤2：在舱室结构外部与激励设备内部选取等效源面，在选取的等效源面上配置等效源点，针对舱室结构与舱室内部激励设备进行联合建模建立舱室内声场预测的等效源模型；步骤3：采用压缩等效源模型计算等效源到声场测点之间的传递函数，计算获得等效源源强；步骤4：计算等效源点到声场预测面之间的传递函数，获得舱室内壁面附近声场的声压分布。本发明解决了现有技术遗漏内部声场信息且测试过程复杂繁琐、精度难以保证的问题，在有效降低了等效源法中的监测点数量的同时保证了声场预测精度。
一种采用压缩等效封闭空间声场预测方法

[发明专利]一种基于声矢量阵列网络的直接定位方法-CN202010197246.8有效
发明人： 时胜国;张旭;杨德森;方尔正;莫世奇 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-03-19 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： G01S5/18 文献下载
摘要：本发明提供一种基于声矢量阵列网络的直接定位方法，属于目标被动定位领域。本发明首先对各阵列节点接收的声压和振速数据进行分段频域变换；而后在待测区域内逐点扫描，计算扫描点处引导方位和时延；对声压和振速数据加权求和，得到所有阵列的加权数据矩阵；利用频域定位模型，计算等效阵列流形；然后利用空间谱估计算法，计算各频率上的空间谱，累积得到所有频率的总空间谱；以合适的扫描步长，计算待测区域各点的空间谱，搜索空间谱谱值的峰值，即可得到待测目标位置。本发明把声矢量阵引入到多阵列目标直接定位方法中，利用声压振速联合处理技术，获得较标量阵更高的定位精度和空间分辨率，对低信噪比条件下的目标定位有着更好的适应能力。
一种基于矢量阵列网络直接定位方法

[发明专利]一种建立含气泡水介质中波动-振动非线性声场的方法-CN201910262885.5有效
发明人：时洁;杨昊澎;杨德森;时胜国;张昊阳;刘宇林;张宇涵;李松;王文博;李迪 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-04-02 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明涉及一种建立含气泡水介质中波动‑振动非线性声场的方法，建立“波动‑气泡体积三阶振动”方程；设置初始条件和边界条件；确定时间长度Tt和空间距离Tl，设置步长划分网格；微分项改写为差分形式；通过对声源项耦合“波动‑气泡体积三阶振动”方程，得到差分方程组；设置声压和气泡体积变化量初始值；计算时间节点nt气泡体积变化值和声压值后nt加1；当nt≤Nt时，重复上一步，计算至时间域最后点Nt，当nt＝Nt时，重新设置nt＝3；利用初始参数和计算空间域上最后节点Ns上的声压值nt加1；当nt≤Nt时，重复上一步，计算至时间域最后点Nt。本发明通过声压激励项进行耦合，对波动—振动非线性方程进行数值耦合计算，同时获得含气泡水介质中非线性声场特性和气泡非线性动力学特性。
一种建立气泡介质波动振动非线性声场方法

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