BF:聲呐性能建模原理 (荷)安斯利,張靜遠,顔冰 國防工業齣版社 97871180979 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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荷安斯利，張靜遠，顔冰 著

圖書標籤:

• 聲呐
• 性能建模
• 水聲
• 信號處理
• 國防科技
• 雷達
• 電子工程
• 軍事技術
• 安斯利
• 張靜遠

店鋪： 華裕京通圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118097917

商品編碼：29338742449

包裝：精裝

齣版時間：2015-06-01

基本信息

書名:聲呐性能建模原理

定價：298.00元

售價：238.4元

作者:(荷)安斯利,張靜遠,顔冰

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2015-06-01

ISBN：9787118097917

字數：

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

編輯推薦

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內容提要

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目錄

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篇 基礎篇第1章 概述 1.1 什麼是聲呐 1.2 用途、範圍和預期讀者群 1.3 結構 1.3.1 篇：基礎篇(第1—3章) 1.3.2 第二篇：四大支柱領域(第4—7章) 1.3.3 第三篇：應用篇(第8一11章) 1.3.4 附錄 1.4 聲呐簡史 1.4.1 聲呐概念的提齣和聲呐的誕生f1918年1 1.4.2 聲呐的幼年時期(19181939年) 1.4.3 聲呐的成年時期（1939—) 1.4.4 由軍用轉嚮民用 參考文獻第2章 的背景知識 2.1 聲呐海洋學要點 2.1.1 海水的聲學特性 2.1.2 空氣的聲學特性……第二篇 四大支柱領域第三篇 應用篇

作者介紹

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文摘

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序言

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聲呐性能建模：從理論到實踐的深度解析 這是一本麵嚮聲呐工程、海洋工程、信號處理以及相關領域研究人員、工程師和學生的專業著作。它係統、深入地探討瞭聲呐係統性能建模的理論基礎、關鍵要素、常用方法以及在實際應用中的挑戰與前沿進展。本書旨在為讀者提供一個全麵、嚴謹的聲呐性能評估框架，幫助他們理解並掌握如何構建準確、可靠的聲呐性能模型，從而優化聲呐係統設計、提高探測與跟蹤能力、並為復雜的海洋環境下的聲呐應用提供科學依據。 核心內容概述： 本書的核心在於“聲呐性能建模”，這意味著它並非簡單介紹聲呐的基本原理或技術應用，而是聚焦於如何量化和預測聲呐係統的實際工作錶現。性能建模是聲呐係統研發、評估和部署過程中不可或缺的關鍵環節。一個準確的性能模型能夠： 指導係統設計： 在設計初期，通過模型可以評估不同設計方案的優劣，預測關鍵參數對整體性能的影響，從而做齣最優選擇，避免後期昂貴的返工。 評估係統能力： 在係統研製完成後，模型可以用來預測其在不同環境條件下的探測距離、跟蹤精度、目標識彆能力等，為作戰部署提供參考。 優化操作策略： 對於已部署的聲呐係統，模型可以幫助操作人員理解係統在特定條件下的局限性，並據此調整探測模式、信號處理算法等，以最大化效能。 支持決策分析： 在軍事和科研領域，準確的性能模型是進行任務規劃、效能評估和成本效益分析的基礎。 全書的結構與深度解析： 本書的架構經過精心設計，從宏觀的理論框架齣發，逐步深入到具體的模型構建和應用層麵。 第一部分：聲呐性能建模的基礎理論與環境考量 聲呐係統概述與性能指標： 開篇即對聲呐係統進行係統性的梳理，區分不同類型的聲呐（主動聲呐、被動聲呐；固定式、機載、艦載、潛載等），並介紹其基本工作原理。 重點闡述聲呐性能的核心評估指標，例如： 探測距離 (Range of Detection, RoD)： 這是最基本也是最重要的指標，定義瞭聲呐能夠有效探測到目標的距離。本書將深入探討影響探測距離的各種因素。 作用距離 (Range of Effectiveness, RoE)： 衡量聲呐在特定任務（如跟蹤、識彆）下能夠有效工作的距離。 跟蹤精度 (Tracking Accuracy)： 描述瞭聲呐係統對目標位置、速度等參數估計的精確程度。 目標識彆能力 (Target Recognition Capability)： 評估聲呐區分不同目標（如魚雷、潛艇、海洋生物）的能力。 虛警率/漏警率 (False Alarm Rate/Miss Detection Rate)： 描述瞭係統誤判和遺漏目標的概率，是衡量係統可靠性的重要指標。 分辨率 (Resolution)： 指聲呐區分兩個相近目標的最小距離。 信噪比 (Signal-to-Noise Ratio, SNR)： 是評估聲呐探測能力的基本要素，本書將詳細講解信噪比的計算和影響。 海洋環境建模： 水聲傳播模型： 這是聲呐性能建模的基石。本書將詳細介紹各種水聲傳播模型，包括： 射綫理論 (Ray Theory)： 簡單直觀，適用於傳播距離較近的場景，但忽略瞭衍射和乾涉效應。 簡正波理論 (Normal Mode Theory)： 適用於淺水和中等距離傳播，考慮瞭邊界條件的影響。 波數積分方法 (Wave Number Integration Methods)： 如 F/K 法，能夠更精確地描述復雜傳播路徑，尤其在復雜海底地形和分層介質中。 有限元/有限差分方法 (Finite Element/Finite Difference Methods)： 適用於極其復雜和任意形狀的介質，但計算量巨大。 環境噪聲模型： 海洋環境充滿瞭各種噪聲源，這些噪聲直接影響聲呐的探測能力。本書將詳細分析： 生物噪聲 (Biological Noise)： 海洋生物發齣的聲音。 環境噪聲 (Ambient Noise)： 海浪、降雨、冰層活動等引起的噪聲。 船舶噪聲 (Shipping Noise)： 人類活動産生的船隻螺鏇槳、發動機等噪聲。 聲呐自身噪聲 (Self-Noise)： 聲呐換能器、電子設備産生的噪聲。 背景噪聲 (Background Noise)： 各種隨機噪聲的總和。 混響模型 (Reverberation Models)： 聲呐信號在海洋中的目標、海底、海麵、水中懸浮物等處發生散射，形成混響。本書將深入探討： 海底混響 (Bottom Reverberation)： 聲信號遇到海底反射。 海麵混響 (Surface Reverberation)： 聲信號遇到海麵反射。 容積混響 (Volume Reverberation)： 聲信號在水中懸浮物或生物群落中散射。 目標混響 (Target Reverberation)： 目標本身對聲信號的散射。 聲速剖麵模型： 水溫、鹽度、壓力的變化導緻海水聲速分布不均，形成聲速剖麵，嚴重影響聲波的傳播路徑和衰減。本書將介紹建立和使用各種聲速剖麵模型的方法。 海況建模： 海浪、海流等動態海洋環境也會對聲呐性能産生影響。 第二部分：主動聲呐性能建模 主動聲呐基本原理與參數： 詳細介紹主動聲呐的發射、傳播、反射、接收過程。 關鍵參數的定義與影響：聲源級 (Source Level, SL)、波束寬度 (Beamwidth)、脈衝長度 (Pulse Length)、重復頻率 (Pulse Repetition Frequency, PRF)、信號帶寬 (Signal Bandwidth) 等。 目標迴波模型： 目標強度 (Target Strength, TS)： 這是衡量目標反射聲能強度的關鍵參數，本書將深入分析影響目標強度的因素，如目標尺寸、形狀、材料、角度、頻率等，並介紹不同目標的典型目標強度模型。 多途經傳播與迴波形狀： 目標的迴波並非簡單的反射，可能包含來自不同路徑的信號，本書將分析這些多途經效應。 聲呐方程 (Sonar Equation)： 本書將對經典的聲呐方程進行詳盡推導和講解，包括： 傳輸損耗 (Transmission Loss, TL)： 聲信號在傳播過程中能量的衰減，包括球麵擴散損耗、吸收損耗、散射損耗等。 環境噪聲 (Ambient Noise)： 如前所述，詳細分析其對聲呐的影響。 混響 (Reverberation)： 詳細分析各種混響對信噪比的劣化。 係統損耗 (System Losses)： 包括換能器損耗、匹配損耗、信號處理損耗等。 信噪比 (SNR) 的計算： 基於聲呐方程，推導在不同噪聲和混響條件下，聲呐探測到目標的信噪比。 探測概率與虛警概率： 利用信噪比，結閤檢測理論（如 Neyman-Pearson 準則），計算聲呐在給定條件下探測到目標的概率以及産生虛警的概率，從而引齣探測距離的計算。 主動聲呐性能建模的常用方法： 圖解法 (Graphical Methods)： 簡單直觀，適閤初步評估。 解析法 (Analytical Methods)： 基於聲呐方程和環境模型進行數學推導。 仿真法 (Simulation Methods)： 利用計算機模擬，能夠處理更復雜的情況，包括濛特卡羅模擬，基於物理的光綫追蹤或波動傳播模擬。 工程經驗公式： 結閤實踐經驗的簡化模型。 第三部分：被動聲呐性能建模 被動聲呐基本原理與參數： 介紹被動聲呐的工作原理，即隻接收目標自身發齣的或反射的環境信號。 關鍵參數的定義與影響：傳感器靈敏度 (Sensitivity)、指嚮性 (Directivity)、噪聲係數 (Noise Figure)、信號處理增益 (Signal Processing Gain) 等。 目標輻射噪聲模型： 目標輻射聲源級 (Source Level, SL)： 衡量目標自身發齣的噪聲強度。本書將分析不同類型目標的輻射噪聲特性，如潛艇螺鏇槳噪聲、發動機噪聲、艦船噪聲等。 目標輻射噪聲頻譜特性： 目標的噪聲通常具有特定的頻率分布，分析這些頻譜特性對於被動聲呐的目標識彆和探測至關重要。 被動聲呐方程 (Passive Sonar Equation)： 推導和講解被動聲呐方程，重點關注： 背景噪聲 (Background Noise)： 如前所述，是影響被動聲呐性能的主要因素。 目標信號強度 (Target Signal Strength)： 目標輻射的噪聲在接收點處的強度。 傳播損耗 (Transmission Loss, TL)： 同樣影響目標信號的衰減。 係統噪聲 (System Noise)： 聲呐自身的電子噪聲。 信號處理增益 (Signal Processing Gain)： 被動聲呐通常依賴於信號處理技術（如波束形成、匹配濾波、自適應濾波等）來提升信噪比，本書將詳細分析這些增益的來源和計算。 信噪比 (SNR) 的計算： 基於被動聲呐方程，計算被動聲呐探測到目標的信噪比。 作用距離的評估： 類似主動聲呐，基於信噪比計算被動聲呐的作用距離。 被動聲呐性能建模的常用方法： 概率密度函數 (Probability Density Function, PDF) 方法： 描述目標信號和背景噪聲的統計特性。 統計信號處理方法： 如最大似然估計、最小均方誤差估計等。 空間濾波與陣列處理： 利用多傳感器陣列進行波束形成，抑製噪聲，增強目標信號。 時域與頻域分析： 分析目標信號和噪聲的時域及頻域特徵。 第四部分：高級聲呐性能建模技術與應用 目標散射與迴聲特性深入研究： 聲呐截麵 (Sonar Cross Section)： 作為目標強度的進一步發展，考慮不同散射機製。 極化效應 (Polarization Effects)： 分析聲波的極化特性在目標散射中的作用。 非綫性散射 (Nonlinear Scattering)： 探討在強聲場下可能齣現的非綫性散射現象。 復雜海洋環境下的建模挑戰： 不規則海底地形的影響： 復雜地形會造成多路徑傳播、陰影區等，影響傳播損耗和混響。 海洋生物對聲信號的影響： 如聲屏障效應，或生物發聲乾擾。 動態海洋環境的建模： 海流、湍流、溫度梯度變化對聲傳播的影響。 聲呐係統集成與聯閤建模： 多平颱聲呐協同： 考慮多個聲呐平颱（如艦船、潛艇、AUV）協同探測時的性能建模。 聲學與非聲學傳感器的融閤： 如何將聲呐與其他傳感器（如光學、雷達、電子偵察）的測量結果進行融閤，提升整體探測能力。 先進的信號處理技術在建模中的應用： 機器學習與人工智能： 如何利用機器學習方法來構建更準確、更具自適應性的聲呐性能模型，例如，通過學習大量曆史數據來預測目標迴波特性或環境噪聲。 深度學習在目標識彆與分類中的應用： 如何將深度學習技術應用於聲呐信號的處理，以提高目標識彆的準確率。 聲呐性能建模的軟件工具與實踐： 介紹當前常用的聲呐性能建模軟件和仿真平颱。 結閤實際案例，展示如何利用模型進行係統評估、優化設計和戰術規劃。 本書的價值與讀者獲益： 理論嚴謹： 本書建立在堅實的物理學、數學和信號處理理論基礎上，確保瞭模型結果的準確性和可靠性。 方法全麵： 涵蓋瞭從經典聲呐方程到先進仿真方法的各種建模技術，為讀者提供瞭豐富的選擇。 實踐導嚮： 盡管深入理論，但本書始終關注模型在實際應用中的價值，強調如何將模型轉化為解決實際問題的工具。 前沿視野： 關注瞭機器學習、人工智能等新興技術在聲呐性能建模中的應用，為讀者提供瞭對未來發展趨勢的洞察。 總而言之，本書是一本不可多得的聲呐性能建模的權威指南。無論您是緻力於開發新一代聲呐係統，還是需要對現有係統進行深入評估，亦或是從事海洋聲學相關的理論研究，本書都將為您提供寶貴的知識和實用的工具，助您在聲呐技術領域取得更大的成就。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，好的技術專著不應該隻是知識的搬運工，更應該是思想的啓發者。我希望《BF:聲呐性能建模原理》不僅僅提供“怎麼做”的步驟，更要解釋“為什麼是這樣”的底層邏輯。在聲呐係統的設計和優化過程中，很多決策都是基於對性能模型的理解和權衡。如果這本書能夠深入探討不同建模假設之間的優劣，以及在何種工況下應選擇哪種模型，那它就具備瞭極高的參考價值。此外，對於參數選擇和模型校準的實操建議也是我非常看重的部分。理論的完美不等於工程的成功，如何將理想化的數學模型有效地映射到充滿不確定性的現實世界中，這本書如果能提供一些經驗之談，那無疑是極大的加分項。

評分☆☆☆☆☆

這次拿到這本書，我的直觀感受是它的紙張質量和印刷清晰度都很不錯，這對於需要反復查閱和標記重點的專業書籍來說至關重要。我非常期待能深入研究其中關於“噪聲抑製與目標識彆”相關的模型章節。在現代聲呐係統中，如何有效地從復雜的背景噪聲中提取齣微弱的目標信號，是衡量係統先進性的關鍵指標之一。我希望書中能詳細闡述不同噪聲模型（如環境噪聲、自噪聲）的建立方法，以及如何將這些模型融入到整體的性能預測框架中。如果能包含一些關於現代信號處理技術如何與傳統聲呐建模相結閤的討論，那就更好瞭。總而言之，我希望這本書能成為我案頭必備的工具書，一本可以隨時翻開並從中汲取新知和驗證思路的寶貴資源。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得很有特點，色彩搭配和字體選擇都透露齣一種專業和嚴謹的氣息。雖然我還沒有深入閱讀，但光是看它的裝幀和排版，就能感受到作者在細節上的用心。我一直對聲呐技術在現代軍事和海洋探索中的應用抱有濃厚的興趣，這本書的標題《BF:聲呐性能建模原理》直接點明瞭主題，讓我對接下來的內容充滿瞭期待。我希望它能在理論深度和實際應用之間找到一個很好的平衡點，不僅僅是枯燥的數學公式堆砌，更重要的是能將復雜的聲學原理轉化為直觀的性能評估模型。尤其是在當前聲呐技術快速迭代的背景下，一本能夠提供紮實建模基礎的書籍顯得尤為重要。我個人更傾嚮於那種能夠提供清晰邏輯架構和豐富案例分析的著作，期待這本書能滿足我對知識的渴求，幫助我更好地理解聲呐係統的“黑箱”內部是如何運作和優化的。

評分☆☆☆☆☆

從書籍的整體氣質來看，它散發齣一種厚重的學術氛圍，這通常意味著內容詳實且論證嚴謹。作為一名對相關領域有基礎瞭解的人士，我更關注作者在闡述復雜概念時所采用的語言風格和解釋的清晰度。復雜的物理模型往往伴隨著大量的專業術語，如果作者能夠用清晰、精煉的語言來剖析這些難點，輔以恰當的圖示和推導過程，那麼學習的效率就會高很多。我個人最怕的就是那種為瞭顯得高深而故意堆砌晦澀難懂的錶達方式。我期待這本書能夠展現齣一種深入淺齣的功力，讓即便是初次接觸聲呐建模的人，也能通過循序漸進的引導，逐步掌握其核心精髓。這本書的齣版信息顯示它由權威機構推齣，這無疑增加瞭我對內容質量的信任度。

評分☆☆☆☆☆

初翻閱此書的目錄結構，我注意到它似乎涵蓋瞭從基礎聲學理論到高級性能分析的多個層麵。這種係統性的編排方式非常吸引我，因為它意味著讀者可以從零開始建立起完整的知識體係，而不是僅僅接觸到零散的知識點。我尤其關注瞭其中關於“環境因素對聲呐性能影響”的章節，這部分往往是實際應用中最具挑戰性的部分。現實中的海洋環境復雜多變，溫度、鹽度、海流等因素都會對聲波傳播産生劇烈影響，如果模型能對此有深入的探討和量化分析，那這本書的價值就大大提升瞭。我希望作者能提供一些前沿的研究視角，比如如何結閤機器學習或大數據分析來提升模型的預測精度，而不是僅僅停留在傳統的經典理論框架內。一本優秀的專業書籍，應當是連接學術前沿與工程實踐的橋梁。