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[发明专利]一种高灵敏度甚低频位移矢量水听器-CN201911352815.5有效
发明人：洪连进;李玥;方尔正;朱中锐;桂晨阳 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-12-25 - 公布日： 2021-10-01 - 主分类号： G01H11/02 文献下载
摘要：本发明涉及涉及矢量水听器以及电涡流传感器领域，具体涉及一种高灵敏度甚低频位移矢量水听器。包括外壳部分、内部框架部分和传感部分；其中，外壳部分为一柱体结构，其顶部预留有孔，底部左右两侧安装有固定用角铁；内部框架部分位于外壳部分内部，主体为一圆柱体刚性框架，其与外壳部分刚性连接；传感部分位于内部框架部分左右两侧。本发明引入超顺磁性溶液，在甚低频下灵敏度较高，极大的增加了矢量水听器的灵敏度，且具有易于安装、稳定性高、抑制噪声能力强、线缆不会对测量产生影响等优点。
一种灵敏度甚低频位移矢量水听器

[发明专利]一种磁性悬挂二维位移矢量水听器-CN201911352836.7有效
发明人：洪连进;李玥;方尔正;朱中锐;桂晨阳 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-12-25 - 公布日： 2021-10-01 - 主分类号： G01H11/02 文献下载
摘要：本发明涉及矢量水听器、抗磁悬浮及电涡流传感器领域，具体涉及一种磁性悬挂二维位移矢量水听器。本发明包括外壳部分、内部柱壳部分和夹层部分；其中，外壳部分为侧面四周预留开孔、上下表面完整的立方体；内部柱壳部分为非磁性金属材质，安装于外壳部分内部的几何中心，其侧面圆周不与外壳部分相切，而是预留有一定间隙；夹层部分位于外壳部分和内部柱壳部分之间；本发明可增加了测量维数，增大其灵敏度，并对传统矢量水听器悬挂方面进行改进，且具有安装稳定性高、体积小、低频和甚低频灵敏度高等优点。
一种磁性悬挂二维位移矢量水听器

[发明专利]一种声源识别与声场预报方法-CN201910194166.4有效
发明人：时胜国;高塬;杨德森;时洁;胡博;张昊阳;李松;张揽月;莫世奇;方尔正;朱中锐 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-03-14 - 公布日： 2021-04-30 - 主分类号： G01H5/00 文献下载
摘要：本发明提供的是一种声源识别与声场预报方法。利用基于单元辐射叠加法的声传递建模思想，将目标等效源面划分成若干与目标结构共形的规则活塞；采用规则活塞的辐射声场去近似等效源的辐射声场，根据规则共形活塞辐射声场的解析表达式建立等效源源强到辐射声场的声传递矩阵Germ(r,rE)；通过阵列接收数据以及对等效源源强到测量基阵的声传递矩阵Germ(rH,rE)进行正则化处理，获得共形活塞等效源源强W的分布信息；利用等效源源强W和等效源源面到声源表面的法向振速传递矩阵Germ_v(rS,rE)，重构结构声源表面法向振速分布vS；利用等效源源强W和等效源源面到辐射声场的声压传递矩阵Germ_p(rF,rE)、振速传递矩阵Germ_v(rF,rE)，分别预报声源辐射声场的声压分布pF和振速分布vF。本发明可应用于结构噪声源识别与辐射声场预报。
一种声源识别声场预报方法

[发明专利]基于单矢量水听器的大样本水声材料声反射系数测量方法-CN201810574991.2有效
发明人：时胜国;王超;杨德森;胡博;张昊阳;时洁;洪连进;李松;莫世奇;方尔正;朱中锐;张揽月;李思纯 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2018-06-05 - 公布日： 2020-11-03 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：本发明提供的是一种基于单矢量水听器的大样本水声材料声反射系数测量方法。主要包括：(1)剔除试样边缘衍射声；(2)构建信号处理模型；(3)分离直达声与反射声；(4)获取声反射系数。本发明一方面采用宽带窄脉冲作为发射信号形式，该信号时、频特性易于控制，可在时间上分离试样边缘衍射声，规避其影响；另一方面将单矢量水听器看作三元接收阵，采用子空间分解的阵列信号处理算法处理测量数据，数据处理方便快捷，具有较好的实时性；另外，本发明采用常规声源和矢量水听器作为测量的核心部件，无需使用传统的大型发射和接收基阵，省去了庞大复杂的测量系统，测试步骤少，只需一次发射即可获得关心频带的声反射系数，有效提高测量效率。
基于矢量水听器样本材料反射系数测量方法

[发明专利]一种系泊条件下舰船辐射噪声矢量测量系统及测量方法-CN201711083687.X有效
发明人：莫世奇;何腾蛟;朱中锐;杨德森;方尔正;洪连进;胡博;时胜国;李思纯;张揽月;时洁;李松;张昊阳 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2017-11-07 - 公布日： 2020-11-03 - 主分类号： G01H17/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种系泊条件下舰船辐射噪声矢量测量系统及测量方法，属于舰船辐射噪声测量技术领域，包括干端平台及湿端平台，干端平台主要用于信号调理、信号采集、数据处理以及时统同步，包括信号调理装置、数据采集存储装置、数据处理软件、时统装置、同步测距信号发射装置和工作方舱；湿端平台主要用于测量信号接收、同步信号发射，并将接收到的信号输出给干端平台，包括十六元测量水听器直线阵、同步测距换能器、信号传输电缆、支撑钢架结构、浮球和锚块，十六元测量水听器直线阵为主要的采集舰船辐射噪声的装置。本发明公开的测量方法简单便捷，进一步提高了系统的测量能力，能够克服实际工程当中某些低噪声工况无法准确测量的难题。
一种系泊条件下舰船辐射噪声矢量测量系统测量方法

[发明专利]一种基于张量分解的矢量水听器阵列方位估计方法-CN201911127139.1在审
发明人：李松;陈哲;杨德森;莫世奇;方尔正;时洁;柳艾飞;李思纯;时胜国;洪连进;张揽月;胡博;朱中锐;张昊阳;陈广智 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-11-18 - 公布日： 2020-02-25 - 主分类号： G01S3/802 文献下载
摘要：本发明提供一种基于张量分解的矢量水听器阵列方位估计方法，步骤1：构建矢量水听器的声压和振速分量组成的方向矢量；步骤2：构建矢量水听器阵列的时延矢量；步骤3：将矢量水听器阵列的方向矢量以及时延矢量重构成新的阵列流形张量；步骤4：将矢量水听器阵列接收到的矢量信号重构成张量信号，并对张量信号进行分解和截断处理；步骤5：利用新的阵列流形张量和噪声子空间进行空间谱搜索，空间谱的峰值对应的角度就是入射信号的方位角和俯仰角。本发明解决了传统的方位估计方法在低信噪比时方位估计精度低的缺点，该侧向方法在低信噪比的条件下具有更好的噪声抑制能力，此测向方法具有较高的方位估计精度。
一种基于张量分解矢量水听器阵列方位估计方法

[发明专利]一种平面障板条件下单矢量水听器信号检测方法-CN201910938268.2在审
发明人： 朱中锐;方勃懿;秦松磊;洪连进;方尔正;时洁;柳艾飞 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-09-30 - 公布日： 2020-02-07 - 主分类号： G01H17/00 文献下载
摘要：本发明属于水声技术领域，公开了一种平面障板条件下单矢量水听器信号检测方法，包含如下步骤：步骤(1)：建立平面空腔障板的传递矩阵，根据传递矩阵及边界条件得到平面空腔障板的反射系数R；步骤(2)：根据反射系数R建立平面空腔障板条件下矢量水听器接收的单频信号模型和矢量水听器接收的宽带信号模型；步骤(3)：求出各向同性噪声干扰背景下矢量水听器接收的单频信号和各向同性噪声干扰背景下矢量水听器接收的宽带信号；步骤(4)：将步骤(3)中所得的信号变换到频域，得到相应的谱，声压振速互谱后作平均，得到平均周期图的复声强输出，再用复声强器进行信号检测；步骤(5)：用ROC曲线对复声强器取实部检测和取模检测的性能进行评估。
矢量水听器障板平面空腔声强传递矩阵单频信号反射系数宽带信号信号检测噪声干扰边界条件水声技术信号变换取实部周期图检测频域取模声压振速输出评估

[发明专利]虚拟平面阵水下运动目标辐射噪声矢量测量系统及测量方法-CN201911020836.7在审
发明人：时胜国;高塬;杨德森;时洁;胡博;张昊阳;李松;张揽月;莫世奇;方尔正;朱中锐 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-10-25 - 公布日： 2020-02-07 - 主分类号： G01S5/22 文献下载
摘要：本发明涉及一种虚拟平面阵水下运动目标辐射噪声矢量测量系统及测量方法，属于水下低噪声目标的辐射噪声测量领域；该矢量测量系统由矢量水听器水平直线阵、仪器舱、同步测距装置、时统装置、导航装置、浮球‑重物系留系统、信号传输电缆和数据处理装置等组成；该矢量测量方法中采用导航装置引导被测目标进入测量区域；使用同步测距装置获得被测目标与基阵之间的距离、被测目标的运动轨迹，并根据合成孔径技术可形成虚拟平面阵；在获取被测目标的辐射噪声数据后，利用数据处理装置对声压信号和质点振速信号进行声压振速联合处理，实现测量。本发明以矢量水听器为基础，可靠性和可维修性高，实施便利，在水下低辐射噪声测量方面有很大的发展前景。
被测目标数据处理装置同步测距装置矢量水听器导航装置辐射噪声虚拟平面测量可靠性和可维修性矢量测量系统信号传输电缆测量领域测量系统合成孔径联合处理目标辐射声压信号矢量测量水平直线水下运动系留系统运动轨迹噪声测量噪声矢量质点振速重物低辐射低噪声仪器舱浮球基阵声压时统振速便利

[发明专利]一种基于互协方差稀疏重构的声矢量阵方位估计方法-CN201611158285.7有效
发明人：时洁;杨德森;时胜国;张昊阳;朱中锐;李松;胡博;莫世奇;方尔正;张揽月;洪连进;李思纯 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2016-12-15 - 公布日： 2019-11-26 - 主分类号： G01S3/802 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于互协方差稀疏重构的声矢量阵方位估计方法。本发明包括：(a)获得声矢量阵接收数据，在感兴趣的空间Θ中生成关于声源信号的矢量阵空域稀疏化表示；(b)在每一个方位角θ_k上，生成M×M维声压—振速互协方差矩阵R^(p+vc)(θ_k)；(c)充分利用声压—振速联合处理中，信号和噪声之间的不相关性以及信号和信号之间，噪声与噪声之间的独立性，将互协方差矩阵中的Φ^(vc)(θ_k)化为K×K维对角矩阵等。本发明构造了新的声源信号稀疏表示形式，这种形式不同于以往将矢量阵中的振速通道仅仅看作和声压通道相同的标量进行处理，而是充分利用了声压—振速联合处理的优势，极大的提高了阵列信号处理的噪声抑制能力。
一种基于协方差稀疏矢量方位估计方法

[发明专利]基于矢量奇异值分解的声矢量圆阵宽带相干源方位估计方法-CN201710178847.2有效
发明人：时胜国;李赢;杨德森;朱中锐;安妍妍;时洁;胡博;张昊阳;莫世奇;张揽月;方尔正 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2017-03-23 - 公布日： 2019-09-27 - 主分类号： G01S3/80 文献下载
摘要：本发明提供的是基于矢量奇异值分解的声矢量圆阵宽带相干源方位估计方法。利用子带分解原理，得到各个子带的频域信号；将声矢量圆阵频域信号转换为模态域频域信号；采用声压与振速联合处理方式构建互协方差矩阵，通过求和平均实现宽带接收信号的互协方差矩阵估计；对互协方差矩阵进行特征值分解，寻找最大特征值对应的特征向量构建重构矩阵，增加反向平滑项得到修正重构矩阵，并进行奇异值分解获得信号子空间及噪声子空间；利用MUSIC算法实现声矢量圆阵宽带相干目标方位估计。本发明具有更强的抑制噪声能力，且在低信噪比情况比矢量奇异值分解方法和前后向空间平滑具有更强的空间分辨能力。在水下宽带目标远程探测方面具有较高的优越性。
基于矢量奇异分解宽带相干方位估计方法

[发明专利]一种复合空腔声障板-CN201910514351.7在审
发明人：杨德森;陈红月;朱中锐;胡博 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-06-14 - 公布日： 2019-09-10 - 主分类号： G10K11/162 文献下载
摘要：本发明提供的是一种复合空腔声障板。包括空腔障板，在空腔障板上粘合有橡胶层，所述橡胶层内部有周期排列的空腔。本发明可以通过在矩形空腔障板上覆盖较薄的带空腔的橡胶层材料结构，使得在550Hz‑3000Hz的频段范围内，复合声障板具有很好的隔声性能，且复合声障板下矢量传感器的有效工作频段为全频段，有利于信号的接收，改善了矢量舷侧阵声纳系统的性能。本发明具有结构简单，制作工艺简单的特点。
空腔声障板障板复合空腔橡胶层复合有效工作频段矢量传感器橡胶层材料隔声性能矩形空腔声纳系统制作工艺周期排列矢量全频段舷侧阵粘合频段覆盖

[发明专利]一种机动式同振型矢量探测水声浮标-CN201910194812.7在审
发明人：杨德森;方尔正;洪连进;桂晨阳;朱中锐;胡博;李思纯;张揽月 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-03-14 - 公布日： 2019-08-02 - 主分类号： G01H3/00 文献下载
摘要：本发明提供的是一种机动式同振型矢量探测水声浮标。包括浮标传感器部件和浮标电子仓部件，所述浮标传感器部件由同振式矢量水听器、匹配放大滤波模块、姿态传感器和频分复用模块连接构成，所述浮标电子仓部件由机械模块、感应控制模块、供电模块、无线发射模块和无线发射天线连接构成，所述机械模块包括传输电缆、牵引索和弹性导流囊体，浮标传感器部件与浮标电子仓部件之间通过牵引索连接并通过传输电缆通信，弹性导流囊体固定在牵引索上。本发明有效的提高了浮标独立工作能力以及续航能力，有效的保证了浮标在水下工作时的稳定性，有效的提高浮标在探测能力降低了单位面积所需浮标的密集度。
浮标传感器部件电子仓牵引索探测传输电缆机械模块矢量机动式导流囊体振型同振式矢量水听器独立工作能力放大滤波模块感应控制模块无线发射模块无线发射天线姿态传感器复用模块供电模块水声浮标续航能力密集度和频水声匹配标本通信保证

[发明专利]基于三波耦合互作用非均匀混合介质非线性系数测量方法-CN201710050645.X有效
发明人：时洁;杨德森;张昊阳;李松;时胜国;胡博;朱中锐;张揽月;方尔正;莫世奇;洪连进;李思纯 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2017-01-23 - 公布日： 2019-06-14 - 主分类号： G01N29/00 文献下载
摘要：本发明提供的是一种基于三波耦合互作用原理的非均匀混合介质非线性系数测量方法。通过分步向非均匀混合介质和水介质中发射三列满足耦合工作互作用条件的声波，对比混合介质与纯水介质中声波发生明显声压级变化的观测距离量，并经过模型和测试结果修正，间接获得混合介质的非线性系数测量结果。该方法不依赖于声波相位和声压等参数的测量精度，可有效提高非线性系统的实验测量精度，测试方法适用于实验水箱条件，且测试步骤简单，测量精度高，具有较高的应用价值。
基于耦合作用原理均匀混合介质非线性系数测量方法

[发明专利]一种基于特征值多阈值修正的声矢量圆阵信源数检测方法-CN201610293286.6有效
发明人：时胜国;李赢;祝文昭;朱中锐;时洁;胡博;张昊阳;莫世奇;张揽月;方尔正 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2016-05-06 - 公布日： 2018-12-07 - 主分类号： G01S3/80 文献下载
摘要：本发明属于声矢量传感器阵列信号处理领域，具体涉及涉一种应用于水下目标的远程被动探测的基于特征值多阈值修正的声矢量圆阵信源数检测方法。本发明包括：建立声矢量圆阵信号接收模型，获得声矢量圆阵接收声压数据、径向振速数据、切向振速，构造声矢量圆阵声压振速联合处理的协方差矩阵，对进行特征值分解；对协方差矩阵分解后得到的特征值集合进行多阈值划分处理，获得信号和噪声对应特征值集合。该方法将基于特征值多阈值修正的信息论检测方法与声矢量圆阵良好抗噪性能有机结合起来，明显地降低了检测算法的信噪比门限，克服了传统的MDL、对角加载MDL、GDE等检测方法对噪声特征值变化较为敏感的缺点。
一种基于特征值阈值修正矢量信源检测方法

[发明专利]一种声矢量圆阵宽带相干信号源方位估计方法-CN201610532431.1有效
发明人： 朱中锐;杨德森;洪连进;时胜国;方尔正;胡博;张揽月;李思纯;莫世奇;时洁 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2016-07-07 - 公布日： 2018-10-26 - 主分类号： G01S15/06 文献下载
摘要：本发明提供的是一种声矢量圆阵宽带相干信号源方位估计方法。将接收数据分为L个子段，对每个子段进行J点的DFT变换，在每个子带得到1个3M×1维基阵快拍数据，从而得到声矢量圆阵的宽带数据模型；用预处理矩阵T_p(f_i)、T_vr(f_i)、将声矢量圆阵由阵元域变换到相位模态域，在相位模态域得到子带接收数据互谱矩阵R_epv(f_i)；通过频域平均的方法得到声矢量圆阵宽带信号的互谱矩阵R_epv；采用子空间处理方法进行方位估计，从而得到目标的方位。本发明在相位模态域实现了声压振速的联合信号处理，具有较强的噪声抑制能力，能够实现宽带相干信号源估计问题。同时设计聚焦矩阵时无需确定初始聚焦区域，克服了由于聚焦矩阵初始聚焦区域预估所引起的方位估计误差。
一种矢量宽带相干信号源方位估计方法