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[发明专利]一种小尺寸矢量阵低频散射校正方法-CN201811236822.4有效
发明人：郭俊媛;杨士莪;朴胜春;陈洪娟;李智 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2018-10-23 - 公布日： 2023-02-10 - 主分类号： G01S7/52 文献下载
摘要：本发明属于20‑1000Hz低频范围内任意对称结构小尺寸声呐基阵的校正领域，具体涉及一种小尺寸矢量阵低频散射校正方法。该方法包含以下步骤：(1)布放基阵与发射器；(2)调节信号发射设备形成测试声场；(3)在水平面等间隔旋转基阵一周，采集与存储所有角度接收信号；(4)利用离散傅里叶变换求取总声场傅里叶展开项系数估计值；(5)将期望指向性输出与基阵实际输出分别展开；(6)利用最小二乘法拟合期望指向性输出与实际输出，求取加权矢量矩阵。本发明直接将基阵输出作为校准依据，避免了基元不一致性、安装误差等因素对声散射校正的影响，使基阵系统声散射校正问题更直接，可操作证性强，避免了误差传递的影响，为声呐基阵后续应用提供保障。
一种尺寸矢量低频散射校正方法

[发明专利]低频低噪声压电矢量传感器-CN201911293940.3有效
发明人：李智;杨士莪;郭西京 -专利权人：海卓科（浙江自贸区）科技有限公司
申请日： 2019-12-16 - 公布日： 2022-12-13 - 主分类号： G01S7/521 文献下载
摘要：本发明提出了低频低噪声压电矢量传感器，支撑件、上端帽、下端帽、去耦材料和底部转接板依次固定在一起，加速度计单元安装在支撑件中，压电圆管紧固在上端帽与下端帽间，放大电路单元通过隔离柱与顶部转接板的一侧连接，接线板安装在顶部转接板的另一侧，顶部转接板和底部转接板分别通过悬挂螺丝安装于水密层的前端内表面和后端内表面上，屏蔽结构安装在顶部转接板和底部转接板间，屏蔽结构设置于加速度计单元和水密层侧壁之间，并与加速度计单元的外壳连接。本发明的实测等效自噪声在60～1000Hz频带内均显著低于Knudsen零级海况海洋环境噪声，其中100Hz、200Hz、500Hz和1000Hz的等效噪声声压级分别为52.8dB、44.2dB、31.9dB和11.7dB。
低频噪声压电矢量传感器

[发明专利]一种基于生成对抗网络的声学被动式舰船目标分类方法-CN202011152727.3有效
发明人：王晨宇;郭西京;杨士莪;周建波 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-10-26 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于生成对抗网络的声学被动式舰船目标分类方法，该方法基于生成对抗网络结构：生成网络采用深度卷积神经网络构成，通过通道数的展宽和压缩对输入信号进行降噪；判别网络采用ACGAN的判别网络结构构成，对真伪信息和类别信息进行判别，通过生成网络和判别网络的不断对抗提高降噪性能，进而获得更好的识别效果；并且在每次生成网络与判别网络对抗之前增加对生成网络参数的更新，进一步提高降噪性能。该方法提高了舰船目标识别的精度与信噪比失配下的稳健性。
一种基于生成对抗网络声学被动式舰船目标分类方法

[发明专利]一种小尺寸矢量阵姿态与幅相误差联合校正方法、装置、计算机及存储介质-CN202210735829.0在审
发明人：朴胜春;郭俊媛;韩明潜;杨士莪 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-06-27 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： G01S15/02 文献下载
摘要：一种小尺寸矢量阵姿态与幅相误差联合校正方法、装置、计算机及存储介质，涉及声呐阵列处理领域。解决了现有技术缺少一种同时考虑未知阵体姿态与固定幅相误差情况下的校正方法的问题。所述方法包括：构建矢量水听器的小尺寸矢量阵和信号接收系统；根据所述小尺寸矢量阵和信号接收系统获取小尺寸矢量阵的阵体水平姿态与倾斜姿态的振速；根据所述阵体水平姿态的振速构建非线性方程组并进行非线性方程组求解；根据非线性方程组的解进行坐标变换，获取矢量水听器的立体阵；扫描矢量水听器的立体阵，获取声源方位角估计值；根据声源方位角估计值对立体阵进行幅相误差有源校正，获取阵体的姿态与幅相误差的联合校正。适用于小尺寸矢量阵的校正领域。
一种尺寸矢量姿态误差联合校正方法装置计算机存储介质

[发明专利]一种用于水地声信号接收的坐底式矢量传感器-CN202210716631.8在审
发明人：李智;杨士莪 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-06-23 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： G01H3/00 文献下载
摘要：本发明提出了一种用于水地声信号接收的坐底式矢量传感器，属于水声工程技术领域。它主要用于同时接收水声和地声信号，解决了现有技术系统复杂程度高、水中和海底通道信号频率范围跨度大难以同时接收，且水地声信号相互影响大的技术问题。它包括地声矢量接收单元、水声矢量接收单元和水声标量接收单元，所述地声矢量接收单元安装在底板上且位于声去耦腔内，所述水声矢量接收单元位于水声标量接收单元下方且位于声去耦腔外侧，所述底板上安装有框架，所述地声矢量接收单元、水声矢量接收单元和水声标量接收单元皆位于框架内，所述框架与地声矢量接收单元、水声矢量接收单元和水声标量接收单元设有透声层。
一种用于水地信号接收坐底式矢量传感器

[发明专利]一种内悬挂声矢量传感器-CN202210644486.7在审
发明人：李智;杨士莪 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-06-09 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： G01H3/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种内悬挂声矢量传感器。惯性接收单元通过弹性结构Ⅰ与基座法兰相连接，惯性接收单元的左右两侧通过弹性结构Ⅱ和弹性结构Ⅲ分别与透声结构相连接，透声结构的顶端设置顶盖，顶盖的外表面设置声压接收单元；惯性接收单元1通过信号线Ⅰ与调理电路相连接，调理电路设置接插件A，顶盖、声压接收单元和透声结构的外表面均包裹水密层；水密层与基座法兰、顶盖组成的腔体内充入填充液。用以解决目前惯性式矢量传感器在实际应用时由柔性悬挂所引起的性能改变及测量结果不可重复问题，同时解决安装不方便的问题。
一种悬挂矢量传感器

[发明专利]一种圈梁结构高性能压电加速度计-CN201911228474.0有效
发明人：李智;杨士莪 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2019-12-04 - 公布日： 2021-09-14 - 主分类号： G01H11/08 文献下载
摘要：本发明提供了一种圈梁结构高性能压电加速度计，包括圈梁结构、压电元件、上外壳和下外壳，圈梁结构包括一体设置的环形梁、多个弹性梁臂和中心基板，中心基板设置在环形梁的中心处，多个弹性梁臂均匀布置在环形梁内，中心基板为正N边形基板，在中心基板的每个侧面上配合一弹性梁臂，且每个弹性梁的另一端与环形梁内壁固定连接，在中心基板的上下表面各配合一同形状的中心质量块，在每个弹性梁臂的上下表面均设置压电元件，上外壳和下外壳围合成容纳圈梁结构的空腔，上外壳和下外壳夹紧所述的环形梁设置。本发明利用梁的弯曲模态，提升灵敏度；高对称性不但提升带宽而不损失性能，又提高了抗扭转力及抗干扰能力。
一种圈梁结构性能压电加速度计

[发明专利]一种低频超指向性多极子矢量阵的有界空间校正方法-CN201610945407.0有效
发明人：郭俊媛;杨士莪;陈洪娟;朴胜春;李智;张虎 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2016-11-02 - 公布日： 2019-10-18 - 主分类号： G01S7/52 文献下载
摘要：本发明属于水下声矢量阵校正领域，具体涉及一种20‑1000Hz低频范围内超指向性多极子矢量阵的校正的低频超指向性多极子矢量阵的有界空间校正方法。本发明包括：建立超指向性多极子矢量阵包括0号‑4号阵元；调节信号发生器产生CW脉冲信号，经功率放大器加载到声源上形成测试声场；在0‑360°范围内旋转超指向性多极子矢量阵，采集与存储0号～4号基元的接收信号，每个阵元包括一路声压信号和两路振速通道信号等。本发明克服了目前小尺度基阵的校正需要大尺度自由场空间的难题，提供一种在有界空间水域、可操作性强、方便实用的校准方法，可广泛应用于低频超指向性矢量阵的校准，因此本发明可以广泛应用于低频水声计量各领域。
一种低频指向多极矢量空间校正方法

[发明专利]一种平面多极子矢量接收阵系统-CN201410121008.3有效
发明人：陈洪娟;杨士莪;张虎;王文芝;郭西京;朴胜春;郭俊媛 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2014-03-28 - 公布日： 2017-06-20 - 主分类号： G01H17/00 文献下载
摘要：本发明涉及的是一种可以在20‑1000Hz低频范围内工作的、具有高阵增益、小尺度窄波束的平面多极子矢量接收阵系统。平面多极子矢量接收阵系统，包括9个矢量阵元、圆柱形耐压阵体及上下盖板、27路信号放大滤波电路单元、1套信号采集单元和1块供电电池单元以及连接导线，9个矢量阵元在圆柱形阵体上盖板上排成3x3平面阵型，采用Ｏ型圈将阵元与阵体上盖板之间水密，并用螺栓固定，27路信号放大滤波电路单元、1套信号采集单元和1块供电电池单元以及连接导线置于圆柱形阵体内部，整体系统无电缆输出。本发明体积小、重量轻、使用方便，而且能够在低频段获得良好的阵处理增益和理想的波束宽度，可以大大提高水声探测系统的技术水平。
一种平面多极矢量接收系统

[发明专利]多极子矢量接收阵校准方法-CN201410195827.2有效
发明人：朴胜春;杨士莪;郭俊媛;陈洪娟;张虎;王文芝 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2014-05-09 - 公布日： 2014-08-13 - 主分类号： G01H3/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种在20-1000Hz低频范围内的多极子矢量接收阵校准方法。平面多极子矢量接收阵包括1号～9号阵元，声源与平面多极子矢量接收阵之间距离满足d≥(最大线度)²/波长；调节信号发生器产生CW脉冲信号，经功率放大器加载到声源上形成测试声场；采集与存储各阵元的接收信号；选取5号阵元为参考阵元，分别获得0-360°范围内1号～9号阵元的接收信号与参考阵元的接收信号之间的相位修正因子，进行校正。本发明提供一种在有限水域、可操作性强、方便实用、校准精度高的校准方法，可广泛应用于低频小型接收阵的校准。
多极矢量接收校准方法

[发明专利]基于射线声学的三维倾斜海底参数快速测量方法-CN201110320196.9有效
发明人： 杨士莪;宋扬;黄益旺;朴胜春;朴健浩 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2011-10-20 - 公布日： 2012-06-20 - 主分类号： G01S15/02 文献下载
摘要：本发明提供的是一种基于射线声学的三维倾斜海底参数快速测量方法。声源发出的声信号S(t)经由海底反射，声信号传播到水听器，4个水听器的接收信号为：A1(t)、A2(t)、A3(t)、A4(t)，4个水听器信号的到达时刻为：t1、t2、t3、t4，将每个水听器的到达时刻及深度信息代入各自满足的方程，共计28个方程，求解方程组，获得海底参数、即cb；α；h；n；θ，求解的另外24个变量为声线轨迹的位置信息。本发明方法可以实现三维倾斜海底情况下海底参数测量，在实际测量中仅需测量若干条声线到达时间，较其他方法的反演模型简单，计算速度快，精度高，实验方法简便可行。
基于射线声学三维倾斜海底参数快速测量方法

[发明专利]一种提高基阵分辨力和增益的快速波束形成方法-CN200910072468.0有效
发明人：李秀坤;李婷婷;杨士莪;朴胜春;黄金城 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2009-07-07 - 公布日： 2009-12-23 - 主分类号： G01S7/52 文献下载
摘要：本发明提供的是一种提高基阵分辨力和增益的快速波束形成方法。采用最小冗余阵列的构造，将M元均匀线阵优化成P元非均匀线阵的形式；对P元基阵的基元数据进行FFT处理；在频率域上，根据基于四阶累积量的阵列孔径扩展特性构造基于均匀线阵的数据协方差矩阵；波束空间归一化处理；进行Bartlett空间谱估计。本发明利用四阶累积量的阵列孔径扩展特性实现了使用优化的基元布放形式来获得高的分辨力，克服了原有基于四阶累积量方法对快拍数要求高、计算复杂度大的缺点，使得计算过程简单易行。在信噪比高于临界信噪比时，本发明方法具有比常规波束形成更高的阵增益。波束空间的归一化处理，实现了对背景干扰的有效抑制。本发明的波束形成方法简单易行，非常适用于工程应用。
一种提高分辨力增益快速波束形成方法

[发明专利]拖曳式水平渔探仪-CN200710072555.7无效
发明人： 杨士莪;于铭;屠庆平;王智元 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2007-07-24 - 公布日： 2008-07-30 - 主分类号： G01S15/96 文献下载
摘要：本发明提供的是一种拖曳式水平渔探仪。它由拖体、拖缆、多通道数据采集器、信号处理器和终端显示器组成，在拖体中安装两个完全一样的矢量水听器，其X轴方向向前，与拖体方向一致，Y轴方向与拖体方向垂直；拖缆为卡弗龙内铠装多芯承重电缆；矢量水听器通过拖缆与多通道数据采集器相连；多通道数据采集器包括模拟信号预处理电路和数据采集电路，集中设计安装于一个电子机箱中；多通道数据采集器与计算机相连。本发明将新型矢量水听器技术与现代信号处理技术等集成于一体，构造成一个具有全新概念的被动式渔探仪，具有造价低廉、性能稳定、操作简便等特点，具有较强的实用性。
拖曳水平渔探仪

[发明专利]基于浮标系统的声速剖面反演方法-CN200610151184.7无效
发明人： 杨士莪;唐俊峰 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2006-12-22 - 公布日： 2007-07-11 - 主分类号： G01H5/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种声速剖面的反演方法，它包括以下步骤：利用多个浮标组合作为信号的接收系统，每个浮标包括一个接收阵，浮标布放在海面上，接收阵连接在浮标的下方，浮标通过接收阵的接收水听器接收声源发射的声信号，采集并记录接收信号的数据；利用声信号由声源传播到达接收阵元的传播时间进行反演计算；采用遗传算法进行优化计算。本发明的方法可以快速的反演得到海水中的声速剖面，使用多个浮标组合作为信号的接收系统，浮标的结构较为简单，使用比较方便。
基于浮标系统声速剖面反演方法

[发明专利]一种本征声线的求取方法-CN200610151183.2无效
发明人： 杨士莪;朴胜春;唐俊峰 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2006-12-22 - 公布日： 2007-07-11 - 主分类号： G01H3/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种通用性好，运算效率高，并且易于编程实现的本征声线求取方法。方法步骤为：确定声源、接收点的位置参数和相关的环境参数；分声线初始俯仰角大于零和小于零两种情况，先采用大的步长进行试算，得到所求本征声线初始俯仰角可能的粗略值，作为角度搜索范围的中心值，确定合适的角度搜索范围；在确定的角度搜索范围内，按一定的步长搜索求取相应的本征声线；计算声线时判断声线在水平方位上是否发生变化，如果变化，对声线的初始方位角进行修正；保留已经计算的声线数据。本发明的方法可以减少许多不必要的声线计算，通用性好，运算效率高，并且所有步骤易于编程实现。
一种声线求取方法

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