現(xiàn)代水聲通信第二講(編輯修改稿)
2025-06-14 01:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 效應(yīng)及時(shí)變特性 若發(fā)射信號(hào)的持續(xù)時(shí)間為 T，則接收信號(hào)的持續(xù)時(shí)間為 Tvc cttTTrr ????? )( 21當(dāng)有傳播延遲 時(shí) ，接收信號(hào)可表示為 ?? ?? ?)(1)(1)()( ???? ????????? ??????? ???????? ??? tstcvstcvcstsTrTrTr 多普勒效應(yīng) 若發(fā)射信號(hào)可表示為 ??? ???其它 Tt tstsT 00)()( 多普勒效應(yīng)及時(shí)變特性 不考慮傳播延遲時(shí)，接收信號(hào)可表示為 cv r??其中多普勒因子 多普勒效應(yīng) ? ?1 0 ( 1 )()0Trs t t Tst??? ? ? ? ???? ??? ??? 其 它 多普勒效應(yīng)及時(shí)變特性 滿足 或 BTcvr 1??rvcBT ??多普勒效應(yīng)可視為簡單的載波偏移 ? ? ? ?)(2)(2)(2))(1(2)(.)(~)(~)(?????????????????????????tfjTtfjtfjtfjrets eeta etatsccc?? c os???????? fcvfcvff crc多普勒頻移 多普勒效應(yīng) 多普勒效應(yīng)及時(shí)變特性 水聲信道的時(shí)變特性包括兩個(gè)方面：一個(gè)是水聲信道本身固有的特性；另一個(gè)是收發(fā)間的相對運(yùn)動(dòng)引起。 水聲信道本身固有的時(shí)變特性由兩個(gè)方面引起： 一種是水流引起聲速梯度的變化，使得聲傳播的方向發(fā)生變化； 另一種是海面的波動(dòng)，使得聲波發(fā)生色散； 時(shí)變特性 多普勒效應(yīng)及時(shí)變特性 海洋表面波浪引起反射點(diǎn)的移動(dòng)，從而造成聲波的多普勒擴(kuò)展。反射波為零均值高斯分布的隨機(jī)過程，功率譜與風(fēng)速有關(guān)。當(dāng)載波頻率為 f，入射角為 θ，風(fēng)速為 w時(shí)，一次海面反射引起的多普勒擴(kuò)展為 ? ? ?c o s0 1 7 23fwcf ?? 當(dāng)通信距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于深度時(shí)， ，不同風(fēng)速，不同載波頻率條件下的多普勒擴(kuò)展如圖所示 1cos ?? 時(shí)變特性 多普勒效應(yīng)及時(shí)變特性 1cos ?? 時(shí)不同風(fēng)速、不同載波頻率條件下的多普勒擴(kuò)展 時(shí)變特性 多普勒效應(yīng)及時(shí)變特性 2021年 1月 30日在云南撫仙湖進(jìn)行的水聲時(shí)變特性試驗(yàn)，估計(jì)風(fēng)速 3m/s，實(shí)驗(yàn)區(qū)域水深 40～ 100m，不存在明顯的溫躍層，聲速呈現(xiàn)微弱負(fù)梯度，發(fā)射換能器布放深度為 6m，接收換能器布放深度為 22m，收發(fā)端距離 25km，接收船拋錨，發(fā)射船停機(jī)，收發(fā)之間有輕微的移動(dòng)。發(fā)射持續(xù)時(shí)間為 4s，頻率分別 8kHz、5kHz、 2kHz、 ，取頻率精度為 分析，結(jié)果如圖 2－ 8所示，其頻率擴(kuò)展分別為 、 、 ，與理論分析結(jié)果一致。 時(shí)變特性 多普勒效應(yīng)及時(shí)變特性 7 9 8 5 7 9 9 0 7 9 9 5 8 0 0 0 8 0 0 5 8 0 1 0 8 0 1 5 8 0 2 0024681012141618x 1
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