恭喜中國船舶重工集團公司第七一五研究所蔣西海獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜中國船舶重工集團公司第七一五研究所申請的專利基于可變小數時延濾波器的寬帶信號海底混響仿真方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115201798B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-13發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202111614116.0,技術領域涉及:G01S7/537;該發明授權基于可變小數時延濾波器的寬帶信號海底混響仿真方法是由蔣西海;王曉林;嚴琪;魏濤;馬世龍;任凱威設計研發完成,并于2021-12-27向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于可變小數時延濾波器的寬帶信號海底混響仿真方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于可變小數時延濾波器的寬帶信號海底混響仿真方法,涉及水聲工程的技術領域,解決了現有技術中海底混響建模中只使用散射強度來形容海底的粗糙程度,不考慮起伏的海底表面會帶來聲程時延差的問題。該基于散射單元回波迭加的點散射模型,綜合考慮海底散射單元的散射強度、四類一次海底散射散射和發射信號等因數,仿真獲得的寬帶混響時間序列。對得到的混響時間序列進行頻數統計,仿真結果顯示混響瞬時值和包絡的概率密度函數服從高斯和瑞利分布。本發明具有較高的仿真精度和較好的實用性。
本發明授權基于可變小數時延濾波器的寬帶信號海底混響仿真方法在權利要求書中公布了:1.一種基于可變小數時延濾波器的寬帶信號海底混響仿真方法,其特征在于,具體包括如下步驟:步驟一:設定發射信號、海洋以及海底粗糙程度參數;步驟二:在海底空間上布置混響散射單元,采用點散射模型、設定散射單元坐標;步驟三:基于海底散射單元的聲程差求得FARROW結構濾波器的最優權值,并存儲得到的濾波器參數;步驟四:設定各散射單元的散射強度以及起伏海底表面造成的聲程時延差;步驟五:根據各散射單元的聲程時延差調節FARROW結構濾波器參數,將預設的寬帶信號輸入至調節后的FARROW結構濾波器中進行濾波生成混響序列;步驟六:迭加散射區所有單元產生的混響序列得到總混響仿真波形;步驟三中,求FARROW結構濾波器的最優權值的具體步驟為:步驟31:擬合數字時延濾波器頻率特性的目標函數為minimaxWω|Hejω-Hdejω|其中,Hejω為理想的無限長度hn的傅里葉變換,Hdejω為目標頻率特性,Wω為頻率加權函數;步驟32:設小數時延d的范圍為[-0.5,0.5],多項式擬合的階數為p,則時延濾波器為: 其中,Cmn為小數時延濾波器的擬合系數,N為濾波器的抽頭數,hdn為時延d的濾波器系數,則濾波器的傳遞函數Hdejω為 其中,步驟四中,設定各散射單元的散射強度以及起伏海底表面造成的聲程時延差的具體步驟為:步驟41:依據海底散射介質設定第i個散射單元的散射系數Ai,Ai服從均值為μ的高斯分布;步驟42:依據海底表面的起伏大小設定第i個散射單元的時延差Δτi,Δτi服從τ1,τ2的均勻分布,τ1和τ2為事先設定值;步驟五中,所述生成混響序列的公式為步驟51:第i個散射單元混響序列為: 其中,Ai為第i個散射單元的散射系數,tis和Ris分別為聲波傳播到第i個散射單元的時間和距離,tim和Rim分別為接收水聽器接收到第i個散射單元的信號的傳播時間和距離,dA為散射單元的面積,聲波入射角為θ,輸出角為步驟52:調整FARROW結構濾波器的輸入時延d=Δτi,編號為第i個散射元的輸入信號經FARROW結構濾波器作用后輸出第i個散射元的混響時間序列,再對濾波后的時間序列乘上權值
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