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公开(公告)号：CN103902831A
公开(公告)日：2014-07-02
申请号：CN201410146358.5
申请日：2014-04-11
Applicant: 西北工业大学
IPC: G06F19/00
Abstract: 本发明涉及一种基于模态分解与综合的超指向性波束形成方法，首先将波束形成理论的最优解进行分解并表达为矩阵形式；随后利用Gram-Schmidt正交变换，给出了相关矩阵的求解表达式；接着利用最优解的矩阵形式将最优波束分解为具有不同指向性和稳健性的各阶模态波束，最大指向性因子由各阶模态波束指向性因子叠加得到。最后以均匀直线形阵列为例，通过选择合适的模态波束综合得到最终的稳健超指向性波束。本发明利用了下述性质克服了现有技术不够精确且使用范围受限的不足：波束形成理论的最优解不受阵列形式的限制，Gram-Schmidt正交变换有精确的递推计算式。
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公开(公告)号：CN103902830A
公开(公告)日：2014-07-02
申请号：CN201410146276.0
申请日：2014-04-11
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种圆环形阵列稳健旁瓣控制超指向性波束形成方法，首先将衡量稳健性的误差敏感度函数表示为各阶特征波束误差敏感度函数之和，通过各阶实际特征波束的表现，估计出最大阶数，进而得到最大误差敏感度函数值，求出白噪声增益约束值。利用偶数阵元的圆环形阵列具有的一些对称性质，将稳健旁瓣控制超指向性波束形成方法表述成一个较简单的优化问题，结合二阶锥规划算法能够十分容易地计算出最终结果。本发明克服了稳健性参数不易确定和旁瓣级不能有效控制的不足：各阶特征波束误差敏感度函数随阶数升高而变大，最大误差敏感度函数近似等于最高阶特征波束的误差敏感度函数；构造出的优化问题可以在多个指标之间取得最佳的折中。
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公开(公告)号：CN115203999A
公开(公告)日：2022-10-18
申请号：CN202210626568.9
申请日：2022-06-03
Applicant: 西北工业大学
IPC: G06F30/23 , G06F119/02
Abstract: 本发明涉及一种基于有限元建模的球形换能器宽带匹配设计方法，利用有限元模型结合换能器的全电等效电路，计算得到球形换能器的全电等效电路参数，然后根据宽带匹配理论，完成换能器宽带匹配设计，有效改善换能器的宽带发射性能。最后设计制作一种球形换能器及其宽带匹配网络，实验验证本方法设计的宽带匹配网络可以有效提高球形换能器的发射带宽，并且在工作频段范围内具有较高的发射电压响应。本发明可以在只通过建模仿真计算的情况下，利用有限元方法得到球形换能器的全电等效电路参数，并根据全电等效电路模型完成换能器的宽带匹配设计。可以有效拓宽球形换能器的发射带宽，提高球形换能器的宽带发射性能。
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公开(公告)号：CN103902830B
公开(公告)日：2017-01-04
申请号：CN201410146276.0
申请日：2014-04-11
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种圆环形阵列稳健旁瓣控制超指向性波束形成方法，首先将衡量稳健性的误差敏感度函数表示为各阶特征波束误差敏感度函数之和，通过各阶实际特征波束的表现，估计出最大阶数，进而得到最大误差敏感度函数值，求出白噪声增益约束值。利用偶数阵元的圆环形阵列具有的一些对称性质，将稳健旁瓣控制超指向性波束形成方法表述成一个较简单的优化问题，结合二阶锥规划算法能够十分容易地计算出最终结果。本发明克服了稳健性参数不易确定和旁瓣级不能有效控制的不足：各阶特征波束误差敏感度函数随阶数升高而变大，最大误差敏感度函数近似等于最高阶特征波束的误差敏感度函数；构造出的优化问题可以在多个指标之间取得最佳的折中。
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公开(公告)号：CN105738886A
公开(公告)日：2016-07-06
申请号：CN201610129915.1
申请日：2016-03-08
Applicant: 西北工业大学
IPC: G01S7/524
CPC classification number: G01S7/524
Abstract: 本发明涉及一种基于FPGA的水声换能器阵发射波束形成方法，在FPGA上设计M元直线阵的窄带发射信号，在对换能器基阵的发射波束进行优化的过程中，将波束形成理论和数字信号处理方法结合，将窄带阵列信号发射波束形成器的幅度加权和相位加权分开，采用Taylor实数加权系数对发射波束的旁瓣进行控制，采用DDS原理对发射波束的相位进行加权。实现了发射波束形成的方位角精确可控，发射波束形成的主瓣宽度和旁瓣幅度灵活调节。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106707240A
公开(公告)日：2017-05-24
申请号：CN201611251288.5
申请日：2016-12-30
Applicant: 西北工业大学
IPC: G01S5/22
CPC classification number: G01S5/22
Abstract: 本发明涉及一种基于多途时延的深海声源深度估计方法，利用海底反射(BR)、海面‑海底反射(SB)、海底‑海面反射(BS)、海面‑海底‑海面反射(SBS)的到达时延与接收深度在一定条件下成线性关系；在约束条件下，海底反射(BR)和海面‑海底‑海面反射(SBS)的时延相交于负声源深度，海面‑海底反射(SB)和海底‑海面反射(BS)的时延相交于声源深度；利用两个时延对的在深度‑时延平面的几何特征可用于声源深度的被动定位。
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公开(公告)号：CN104008237A
公开(公告)日：2014-08-27
申请号：CN201410212447.5
申请日：2014-05-16
Applicant: 西北工业大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种计算溢流环换能器阵声辐射特性的方法，包括如下步骤：(1)建立溢流环换能器阵的有限元模型；(2)划分模型有限元网格；(3)进行有限元计算求解；(4)建立溢流环换能器阵的边界元模型；(5)结合有限元计算结果利用边界元方法计算声辐射特性。该计算溢流环换能器阵声辐射特性的方法，利用有限元方法结合边界元方法对溢流环换能器阵的声辐射特性进行计算，在溢流环换能器阵的设计阶段就对其性能进行预测，从而指导我们进行换能器阵的优化设计，得到性能优良的发射换能器阵，不仅计算精确，而且节省了大量的人力、物力和财力。
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公开(公告)号：CN103903609A
公开(公告)日：2014-07-02
申请号：CN201410146364.0
申请日：2014-04-11
Applicant: 西北工业大学
IPC: G10K11/34
Abstract: 本发明涉及一种圆环形阵列恒定束宽波束形成器设计方法，针对均匀圆环形阵列提出一种简单而精确的恒定束宽波束形成器设计方法。该方法利用循环矩阵的特性，给出了圆环阵最小平方误差波束图综合问题的精确解，并将最终合成的波束以及最小平方误差简单地表示为子分量叠加之和。当期望波束转换为适当形式时，可得到恒定束宽波束形成器权值向量的闭式表达式。本发明克服了现有技术操作复杂和不够精确的不足：最优解精确地表示为子分量的叠加和，且有闭式的表达式。
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公开(公告)号：CN103902832A
公开(公告)日：2014-07-02
申请号：CN201410146363.6
申请日：2014-04-11
Applicant: 西北工业大学
IPC: G06F19/00
Abstract: 本发明涉及一种圆环形阵列实数加权超指向性波束形成方法，利用具有偶数个阵元的均匀圆环形阵列的对称性质，将波束图、指向性因子和误差敏感度函数均变换为实数域的计算形式，且权值向量的维数减小，然后将超指向性波束形成构造为多约束优化问题，在满足旁瓣级和稳健性约束的条件下使得指向性因子最大，最后利用成熟的二阶锥规划方法求解实数权值向量。本发明利用了下述性质克服了计算量偏大的不足：具有偶数个阵元的均匀圆环形阵列的波束图、指向性因子和误差敏感度函数都可以在实数域计算，并且计算维度减小；二阶锥规划在实数域的计算效率高于在复数域的效率。
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公开(公告)号：CN106595834B
公开(公告)日：2019-01-04
申请号：CN201610986623.X
申请日：2016-11-10
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种获得深海大深度声场水平纵向相关性的方法，在深海海底附近选取两个同深度不同距离的测试位置，根据射线模型计算某一深度声源到达两个接收位置的直达波和海面波时延差；固定一个测试位置，不断改变两个位置的水平间距，重新计算不同位置处的直达波和海面反射波的时延差；带入基于射线理论的深海大深度声场水平纵向相关计算公式，得到目标区域水平纵向相关性的变化规律。有益效果体现在：根据公式可以描述声场相关性的定性变化规律；相比于通过繁琐的声场建模在线估算声场相关长度，本方法大大减少了计算量，易于工程实践。
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