水声学-水下噪声2

1、第8章水下噪声，第22讲噪声的基本概念，工程学院基金水声学，第2讲主要内容，噪声噪声的基本概念是随机过程噪声的频谱分析。水下噪声的方向性深海环境噪声源深海环境噪声频谱的间歇性来源和自然噪声的变化特性海洋环境噪声的振幅分布和空间相关海洋环境噪声的方向性。噪声的基本概念，噪声的定义：指在特定条件下不需要的声音。水下噪声、海洋环境噪声和船舶自噪声是声纳系统的主要干扰背景之一，限制了设备性能。目标(船、潜艇、鱼雷等)辐射噪声，这是被动声纳系统的声源。通过接收该噪声来实现目标检测。水下噪声研究(对策和反对策)对提高设备性能和自隐蔽性的意义，工程学院水下噪声，第4期。噪音是一个随机的过程。噪声描述的统计包

2、括概率密度函数和概率分布函数。平稳随机过程描述：如果一个随机过程的统计特征在时移后保持不变，它被称为平稳随机过程。提出平稳随机过程的概率密度函数与时间无关。为了便于处理，水下噪声通常被视为平稳随机过程。第一，噪声的基本概念，CollegeFeunderWaterSounoiseIngineRingu，5，高斯噪声如果把噪声的声压概率密度函数表示为：上述概率密度函数是高斯分布，相应的噪声称为高斯噪声。均值和方差如下：建议在水下噪声研究中，通常假设某种干扰为高斯噪声。1.噪音的基本概念，大学水声，第6期。噪声是一个随机过程，表征噪声统计特性的统计量包括概率密度函数、数学期望、方差、相关函数和功率谱

3、。白噪声根据随机过程理论，噪声自相关函数的傅里叶变换是功率谱密度函数；如果功率谱是均匀噪声，则称之为白噪声。1.噪音的基本概念，大学英语听力。噪音是一个随机的过程。当介质阻抗为单位值时，噪声压力的有效值定义为平均声强的平方根。如果假设噪声的平均值为零，介质阻抗为单位值，则其方差等于平均声强。欧洲欧盟大学声学基金，8，1。噪声的基本概念，噪声的频谱分析。噪声声压是一个随机量，与时间量没有确定的关系，因此分析噪声声压振幅的频谱是没有意义的。随机过程的功率谱函数是一个确定的统计量，它反映了随机过程中各频率分量的平均强度。根据信号频谱曲线的形状划分：线谱：数学上可以用傅里叶级数表示，水声中周期和准周期

4、信号的频谱为线谱信号；连续谱：谱分析用傅里叶变换表示，水声中瞬态非周期信号的谱是连续谱。collegeefunderwaternoiseingengineeringu，9，噪声频谱测量系统原理图：1。噪声的基本概念，大学生水声工程，10，噪声的平均谱密度：声强的谱密度函数：带宽内的总声强：提示：声强对连续谱的某一频率分量的贡献是无穷小的。1.噪声的基本概念，第11期。噪声频谱分析水听器工作带宽内的噪声频谱是均匀的：水下噪声是各种噪声源的综合叠加，每个噪声源的激励是不同的，可以是线谱、连续谱，甚至是两者的叠加。1。噪声的基本概念，第12期。噪声的基本概念、水下噪声的指向性特征水下噪声指向性的原因

5、包括噪声源的指向性、噪声源的空间分布、噪声源的空间分布、水下噪声的方向性常识：海面噪声(风浪噪声)的垂直方向性；远处船只辐射噪声的水平方向性。工程声学学院基金，13，2。海洋环境噪声，又称自然噪声，旨在研究环境噪声：解决自然语言及其时空统计特征与环境因素之间的依赖关系，找出其规律，并进行必要的预测，为声纳设备的设计和生产提供必要的数据。从低频到高频讨论了深海环境噪声源。潮汐和波浪对海水静压的影响。潮汐和海浪是海洋中海水静压变化的原因，是低频噪声源。地震扰动地震是海洋中的极低频噪声源。工程声学学院基金，14，二。海洋环境噪声，深海环境噪声的来源。海洋湍流产生噪声的方式：1)湍流产生水听器、电缆等

6、。由于噪音(非自然噪音)而振动或发出嘎嘎声；2)湍流压力辐射的噪声四极源随距离变化迅速衰减，不是主要来源；3)湍流区内压的声学效应。海洋湍流是海洋中的低频噪声源。工程声学学院基金，15，二。海洋环境噪声，深海环境噪声源。划船是50赫兹和50赫兹频率范围内的主要噪声源，与风和天气无关。海面波噪声是一种频率范围在500赫兹和25000赫兹之间的噪声源，它与海况直接相关。海洋分子的热噪声限制了水听器的高频灵敏度，等效热噪声谱水平：DI为指向性指数，单位为分贝；e为转换效率，单位为分贝；f是频率，单位为千赫。2.海洋环境噪声，大学生，17岁。2.海洋环境噪声、深海环境噪声谱温兹谱图：正常情况下，可以详

7、细描述环境噪声的一般规律，被认为是最具代表性的深海噪声谱曲线。CollegeFunderWaters，18，II .海洋环境噪声和深海环境噪声频谱右图所示为深海环境噪声频谱，该频谱由五个不同斜率的部分组成，解释如下：在1Hz以下，该频谱仍然未知。据估计，噪声来自海水的静压效应或地球内部的地震扰动。工程声学，19，第二版。海洋环境噪声，深海环境噪声的谱斜率为-8-10dB/倍频程，与风速关系不大，最有可能的噪声源是湍流。自然噪声频谱变平，远航是主要噪声源。以-5-6dB/倍频程，噪声源是不远处的粗糙海面。海水介质中分子热运动噪声的谱线斜率为6dB/倍频程。工程声学学院基金，20，二。海洋环境噪声

8、和深海环境噪声谱工程，为了预测海洋环境噪声水平，需要不同条件下的平均典型自然噪声谱，如下图所示。图中绘制了不同船舶和风速条件下的预报曲线。使用时，选择合适的船舶和风速条件曲线，并将其与相邻频段的曲线连接起来，以近似预测自然噪声谱。工程声学学院基金，21，二。海洋环境噪声、自然噪声的间歇性来源和自然噪声的变化特征。间歇性噪声源是暂时性噪声源，如海洋发声生物、降雨等。海洋生物：甲壳类动物、鱼类和海洋哺乳动物的特殊歌声和噪音；降雨：提高自然噪声水平，自然噪声水平与降雨率和降雨面积有关，在1千赫10千赫频段接近白噪声。变异特征：自然噪声具有变异性。原因：噪声源的可变性和传播条件的变化。海洋环境噪声的振

9、幅分布和空间相关振幅分布根据中心极限定理，海洋环境噪声的振幅分布是海洋环境噪声的主要来源距离为0的两个各向同性单频噪声的相关系数为：2。海洋环境噪声，23岁。海洋环境噪声的幅值分布和空间相关性Cron和Sherman研究了由定向单频噪声源组成的界面噪声场的相关系数。各种噪声模型的空间相关函数，声学杂志，1962，34(11).当时：当时，水平方向：当时，垂直方向：2。海洋环境噪声，CollegeFeunderWaterSoundIceIngineeringu，24，由海洋环境噪声的振幅分布和与空间有关的海面粗糙度形成的噪声场的方向性特征。单频各向同性噪声和表面声源噪声与辐射特性的空间相关系数曲线如下：2。海洋环境噪声，25岁。深海环境噪声的指向性深海自然噪声具有指向性：低频噪声来自远处的水平指向性，高频噪声源来自顶部海面的垂直指向性，表明海面辐射噪声具有指向性(由噪声源与海面虚拟源之间的干扰效应引起)。2。海洋环境噪声，26岁。3.应用与噪声场相关的特性，让阵列元件输出电压的时间函数考虑为转向插入的相移或时间延迟，并将其记录为、如果阵列元件彼此串联，阵列输出端的电压就是阵列输出端的平均信号功率：阵列输出端的平均噪声功率。第三，应用噪声场的相关特性，阵列输出信号的平均信噪比：假设信号的平均功率