[发明专利]基于散射声场分离算法在浅海信道中测量方法

权利要求书

1.基于散射声场分离算法在浅海信道中测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：建立基于弹性结构浅海信道散射声场模型，采用双层柱面阵列进行声压数据采样，提取浅海信道中两同轴柱形全息面上的复声压数据；

步骤二：提取两柱形全息面数据，计算全息面声压角谱；

步骤三：采用柱面声场分离技术对两柱形测量全息面声压数据进行分解，分离得到散射声场；

步骤四：重构散射声场，计算声场重构误差，对重建面的声压角谱进行波数域加窗，对加窗后的重建声压角谱进行傅里叶逆变换获得重建面声压。

2.如权利要求1所述的基于散射声场分离算法在浅海信道中测量方法，其特征在于，步骤一结合待分析的模型及有限空间三维尺寸，建立弹性结构浅海信道声场模型，并进行网格划分，水域网格按照一个波长内不少于六个点的规则，采用自由四面体网格进行网格划分。

3.如权利要求1所述的基于散射声场分离算法在浅海信道中测量方法，其特征在于，步骤二对于理想流体介质定义为连续并且在运动的过程中不存在能耗问题的介质，三维环境下，声波在理想流体介质中的传播规律方程，表示为三个基本方程：

式(1)、(2)中，ρ₀在声学中表示传播介质密度；式(3)中ρ′是密度逾量，表示介质中有声场时密度和无声场时的密度之差，是一个与时间和空间相关的物理变量。式(3)中c₀表示介质内的声音传播速度；式(1)、(2)中v和p分别表示声场中的质点振速和声压。

4.如权利要求1所述的基于散射声场分离算法在浅海信道中测量方法，其特征在于，步骤三声源激发的散射场和边界反射激发的散射声场视为目标的散射声场，声源具有声源1和声源2，两声源分布在两个全息面两侧。

5.如权利要求1所述的基于散射声场分离算法在浅海信道中测量方法，其特征在于，步骤四对连续的声压信号进行加窗处理，降低在柱面近场声全息的重构过程中由于对连续的声压信号进行有限截断而产生的频谱泄漏误差。

6.如权利要求1所述的基于散射声场分离算法在浅海信道中测量方法，其特征在于，步骤四的重建的计算过程中对波数域进行加窗，滤除高波数误差，其中，采用的滤波器为低通圆对称指数滤波器：

其中，α为窗函数的陡峭系数；k_c为截止波束。