海上降雨辐射的水声信号研究_刘贞文著_9787521006148

　　为深入掌握降雨噪声的特性，《海上降雨辐射的水声信号研究》从以下多个角度开展研究。
　　1.深入系统地分析水滴落在水面时在水中辐射噪声信号的内在机制。在综合分析国内外降雨噪声相关文献的基础上，阐述了室内水滴实验与自然界实际降雨过程中辐射噪声信号的异同，总结了降雨中影响噪声信号辐射的三个主要因素：雨滴的粒径分布、雨滴的终端速度和雨滴的入射角度。采用可控法在实验室水池中开展了人工水滴观测和水滴撞击水面时产生的噪声波形与功率谱分析。
　　2.从理论上推导了降雨噪声观测过程中水面有效测量面积的估计方法，设计了岸基和潜标两种形式的降雨噪声观测方案。
　　3.对实测的降雨噪声功率谱开展定量分析。
　　4.首次结合水声传播理论提出了海面降雨噪声源强度的计算方法。

　　海上降雨落在水面上并在水中辐射的声音（简称降雨噪声）是海洋环境噪声背景场的一个重要干扰源，会极大地降低声呐的检测能力，影响水声通信的应用频段，降低水声设备的性能。未来的海战极可能是在恶劣天气（往往伴随疾风暴雨）下进行，充分掌握降雨噪声的特性，不仅在军事上有利于检测海洋环境噪声背景中的干扰源，提升水声设备的作战效能，而且在民用上可拓展应用声学方法监测海上降雨等技术。近几十年来，美国等发达国家为了解释降雨噪声的产生机制，对自然界的降雨噪声开展了大量的观测。前期的研究成果表明，降雨噪声的功率谱分布与空中降雨强度大小息息相关。但是，受限于降雨噪声的观测和数据获取的诸多困难与不确定性，现有的工作仍以揭示降雨噪声现象、解释水滴在水中辐射噪声信号的机理为主，尚未从量化角度系统地建立降雨噪声功率谱与降雨强度的内在联系。
　　因此，为深入掌握降雨噪声的特性，本书从以下多个角度开展研究。
　　1.深入系统地分析水滴落在水面时在水中辐射噪声信号的内在机制。在综合分析国内外降雨噪声相关文献的基础上，阐述了室内水滴实验与自然界实际降雨过程中辐射噪声信号的异同，总结了降雨中影响噪声信号辐射的三个主要因素：雨滴的粒径分布、雨滴的终端速度和雨滴的入射角度。采用可控法在实验室水池中开展了人工水滴观测和水滴撞击水面时产生的噪声波形与功率谱分析。
　　2.从理论上推导了降雨噪声观测过程中水面有效测量面积的估计方法，设计了岸基和潜标两种形式的降雨噪声观测方案。利用已开展的12次野外降雨噪声的观测，获取了约2000min的降雨噪声数据（涵盖了毛毛雨、中雨、大雨等0~72mm/h不同降雨条件）。阐述了降雨噪声信号的提取方法、降雨噪声的功率谱计算方法。研究了干扰噪声的剔除方法，尤其是风成噪声功率谱的剔除方法。

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