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期刊信息/Journal information
声学学报
声学学报

田静

双月刊

0371-0025

jsx@mail.ioa.ac.cn

010-82547907、82547505

100190

北京市北四环西路21号

声学学报/Journal Acta AcusticaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为专业学术性刊物。发表声学领域具有学术价值的研究论文及实验性、应用性成果。刊登技术简报、快报、国内外学术动态及声学消息等。读者对象为从事声学基础理论和实验研究的科技人员及高等院校师生。
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    基于压缩感知的波束域反卷积波束形成算法

    黄健丽王域宫在晓汪俊...
    97-108页
    查看更多>>摘要：反卷积波束形成可有效抑制旁瓣、提高目标探测的方位分辨力,传统反卷积波束形成算法大多要求阵列指向性函数满足移不变性,只适用于直线阵、圆阵等特定阵列;传统方法通常对波束强度进行处理,不适用于处理相干信号.为此,提出了一种基于压缩感知的适用于任意阵列的波束域反卷积波束形成方法,该方法首先通过常规波束形成获取若干复数域波束输出,再将稀疏贝叶斯学习(SBL)重构算法应用于波束域模型进行复数域波束输出的反卷积,从而实现目标检测和波达方向估计.所提方法通过控制常规波束形成输出波束数,可有效降低算法的计算复杂度,且在处理相干信号时同样适用,方位分辨性能优于常规反卷积算法.仿真与海试数据处理结果表明,所提算法的方位分辨性能与传统阵元域SBL波束形成算法相当,且均优于常规波束形成和最小方差无失真响应方法;在应用于短密阵等阵列条件下,所涉及常规波束形成波束数明显小于阵元数时,所提算法的计算复杂度显著低于传统阵元域SBL波束形成算法.

    波达方向高分辨力反卷积波束形成压缩感知稀疏贝叶斯学习

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    稀疏线阵宽带波数域反卷积波束形成栅瓣抑制方法

    崔文婷梅继丹孙大军黄天凤...
    109-120页
    查看更多>>摘要：为解决稀疏线列阵的栅瓣与宽带Richardson-Lucy(R-L)反卷积处理生成点扩散函数(PSF)字典计算量大的问题,提出一种宽带波数域的R-L反卷积波束形成栅瓣抑制方法.该方法利用宽带波数域波束形成在波数域的恒束宽特点,使所有频点的反卷积计算共用一个PSF字典,减少反卷积计算的PSF存储空间和计算量;结合在波数域波束形成算法的栅瓣与主瓣之间存在周期平移关系,利用实际波束形成主瓣方位、宽度以及能量对栅瓣进行基于实际数据的宽带栅瓣预测和抑制,可以获得好的抑制效果.通过仿真和海试数据验证了所提方法的性能,结果表明该方法相较于常规宽带反卷积处理可以减少计算量,栅瓣抑制效果大于6 dB,拓展了相同阵元数情况下阵列对宽带目标的探测分辨性能.

    栅瓣抑制波数域反卷积波束形成方位估计

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    探针操控下的声悬浮动力学特性

    王志远解文军
    121-127页
    查看更多>>摘要：以单轴式声悬浮和圆柱形探针为模型,研究了探针沿水平方向进入和退出声场过程中球形悬浮样品的运动学特征和动力学机制.实验发现,在一定距离范围内,探针的靠近使悬浮样品振幅增大,振动频率减小,并对悬浮样品产生吸附效应.探针退出声场时的临界脱附距离大于其进入声场时的临界吸附距离,表现出滞后效应.临界吸附距离和临界脱附距离均与探针直径成正比.有限元计算结果表明,探针对悬浮样品产生吸附作用的机理是探针引起了声场的非轴对称分布,产生了指向探针方向的声辐射力分量.计算结果还揭示了探针位置和直径对样品最大偏离距离和水平振动频率的影响规律,与实验结果吻合.

    声悬浮声操控探针声辐射力

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    线性调频激励的倒装芯片高频超声回波解卷积与缺陷检测

    宿磊谢万隆明雪飞顾杰斐...
    128-137页
    查看更多>>摘要：针对倒装焊芯片高频超声检测回波微弱、信号混叠、受噪声影响大导致焊球缺陷难以准确检测的难题,提出一种基于预调制线性调频(LFM)激励和自回归谱外推法的高频超声检测方法.建立倒装焊芯片缺陷高频超声检测仿真模型,结合超声探头响应设计LFM信号作为探头激励信号,采用预调制LFM信号作参考信号对回波信号进行脉冲压缩,抑制噪声,信噪比平均提高 12 dB;利用改进协方差法计算信号有效频带的自回归系数,对脉冲压缩后超声信号有效频带进行频谱外推,分离混叠回波信号;通过参数化扫描获取倒装焊芯片B扫描图像,对含噪声B扫描矩阵进行脉冲压缩、计算自回归系数矩阵及频谱外推,经滑动平均滤波进一步抑制噪声亮斑,对比分析无缺陷焊球模型和裂纹、孔洞焊球模型结果.仿真结果表明,该方法能够大幅提高B扫图时域分辨率,在-4 dB噪声影响下仍有较好效果.通过提取B扫图回波峰值所在时间,结合材料声速可计算缺陷预埋深度.在裂纹、孔洞缺陷焊球模型中预埋深计算误差均小于5%,可实现焊球缺陷识别与定位.

    倒装焊芯片缺陷检测高频超声线性调频信号自回归谱外推

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    井下前视成像超声阵列换能器设计

    孟卫东阎守国黄娟张碧星...
    138-148页
    查看更多>>摘要：针对井下前视成像问题,设计了一种井下前视成像超声阵列换能器.换能器由平面圆环形阵列与凹面聚焦声学透镜组合而成,通过相控阵发射聚焦声束并控制声束旋转扫描,在阵元数相对较少的前提下实现了井孔前视方向的声束覆盖探测以及图像获取.推导了换能器的空间声场,仿真分析了换能器的声场特性及相关参数对换能器聚焦性能的影响,并据此确定了换能器的各项参数并试制出井下前视成像换能器.实验测试换能器的声场并进行了初步的成像实验,结果表明,换能器的实测声场与仿真结果基本符合,所得前视图像可以反映障碍物的形状和位置信息.

    超声阵列换能器相控阵列声透镜聚焦声场前视成像

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    多模耦合宽带IV型弯张换能器

    卢苇叶皓棠
    149-156页
    查看更多>>摘要：为拓展水声换能器的工作带宽,解决多模耦合换能器存在模态耦合效果不佳的问题,利用等效电路法研究了换能器振动模态相位对模态耦合能力的影响,提出了换能器振动模态相位的获取和调控以及提升模态耦合能力的方法.重点分析了IV型弯张换能器一阶、二阶振动模态的相位特点,提出在换能器椭圆壳体上增加空腔结构以调整二阶弯张振动模态相位,从而构建利用一阶、二阶弯张振动模态耦合实现宽带发射的宽带IV型弯张换能器.制作了宽带IV型弯张换能器样机,其工作带宽覆盖2～7 kHz,实现了一阶弯张振动模态与二阶弯张振动模态的有效耦合,验证了所提方法的有效性.

    多模耦合等效电路法振动模态IV型弯张换能器

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    • NETL
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    基于一体化结构光纤加速度计的三维光纤矢量水听器

    陈毅刘飞佟昊阳李文静...
    157-164页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于一体化结构光纤加速度计的同振式三维光纤矢量水听器.利用质量-弹簧系统的一体化结构设计及其工作原理,研制了基于一体化结构的光纤加速度计.在此基础上,采用推挽式结构和 6只光纤加速度计,设计制作了一只同振式三维光纤矢量水听器.利用驻波管比较法和差分延时外差解调技术进行测试,结果表明,该光纤矢量水听器在20～500 Hz频率范围有较平坦的加速度相移灵敏度频率响应.以X通道为例,其平均灵敏度为 34.7 dB(re.1 rad/(m·s-2)),与声质点振动理论计算结果(36.5 dB)和有限元仿真结果(35.5 dB)接近.

    矢量水听器光纤加速度计相移灵敏度

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    计算声场外问题的复回缩等效源法

    陈洁向宇石梓玉
    165-175页
    查看更多>>摘要：针对常规等效源法在相应特征频率处的非唯一解问题,根据等效源点位置坐标虚部的阻尼特性,分析了在等效源法中添加虚拟阻尼的基本原则,并通过复回缩的方式构建复源点来给等效源系统添加虚拟阻尼,提出了具有全波数域唯一解的复回缩等效源法.根据特征指示函数的零点特征,从理论、建模方式和阻尼参数选取等方面阐述了复回缩等效源法克服非唯一解问题的作用机理.典型声辐射和声散射问题的仿真分析表明,对于任意形状声源,该方法可以简单有效地获得全频域唯一解,其计算精度与效率均与常规等效源法相当,解决了复数矢径法适应性不强的问题.

    等效源法复源点虚拟阻尼非唯一性特征频率

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    基于镜像T矩阵法的楔形波导中有限长圆柱声散射研究

    杨宇正柴应彬桂强李威...
    176-186页
    查看更多>>摘要：针对楔形波导中两端带球帽的有限长圆柱声散射问题,提出了一种镜像T矩阵法进行求解.该方法是一种半解析方法,能够根据镜像原理将楔形波导中点声源入射下有限长圆柱声散射等效为无界域中多点源入射下多目标声散射问题,再结合球谐函数的平移加法定理和旋转加法定理获得楔形波导中有限长圆柱的转换矩阵(T矩阵),即可计算出楔形波导中有限长圆柱声散射半解析解.通过数值计算研究了点声源相对位置、有限长圆柱的空间姿态、浸没深度和波导倾角对楔形波导中有限长圆柱背向散射以及散射声场空间分布的影响.该工作可推广至浅海波导中多目标声散射问题研究.

    T矩阵法楔形波导有限长圆柱声散射

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    贝叶斯压缩感知识别管内风扇噪声单音声模态

    王冉白玥余亮董广明...
    187-200页
    查看更多>>摘要：风扇噪声是大涵道比发动机的重要噪声源,其可传播模态随频率增加而增多,难以通过足够的传声器进行测量,为此提出了一种用于风扇单音噪声模态识别的贝叶斯压缩感知方法来解决声模态识别中传声器数量不足的问题.管道内声场用概率模型描述,模态识别的压缩感知逆问题用贝叶斯框架表示.基于贝叶斯压缩感知的模态识别方法能稀疏恢复未知模态系数解,实现参数自适应调优.数值模拟和实验测试验证了贝叶斯压缩感知方法在模态识别中的有效性.结果表明,贝叶斯压缩感知方法可以用比传统方法少56.3%的传声器准确识别目标模态.

    风扇噪声周向传声器阵列声模态识别贝叶斯压缩感知单音噪声

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