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齿鲸生物声纳声发射特性与调控物理机理

宋忠长 张宇 魏翀 杨武夷 徐晓辉

齿鲸生物声纳声发射特性与调控物理机理

宋忠长, 张宇, 魏翀, 杨武夷, 徐晓辉, 等
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-17

齿鲸生物声纳声发射特性与调控物理机理

  • 1. 厦门大学海洋与地球学院,水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室,厦门,361005
  • 2. 厦门大学
    基金项目: 国家级-国家自然科学基金((批准号:2018YFC1407504))

摘要: 齿鲸生物经过长期自然选择,进化出小巧、灵敏、高效的声呐系统。齿鲸生物声呐研究涉及海洋物理、声学、生物学、仿生学和信息学等多学科交叉, 对于生物仿生、水声声呐、信号处理、水下探测与通信等领域具有重要参考价值。论文从声呐系统解剖结构、声呐信号与声呐波束调控三个方面出发介绍了齿鲸生物声呐发射系统。论文首先介绍如何利用计算机断层扫描成像与超声测量技术重建齿鲸声呐发射系统的高精度三维结构,获取其声学结构的声速、密度分布,为声呐系统的功能研究建立基础。论文随后探究声呐系统发出的声信号的特性,研究声信号与齿鲸声学行为之间的联系。论文最后参考齿鲸生物声呐解剖结构与信号特性建立数值模型研究发射系统的气质结构、软组织结构和骨质结构组成的声学多相介质的作用。齿鲸生物能利用其声呐信号的多样性与声呐发射系统结构复杂特性动态调整声波传播与波束形成。探究齿鲸生物声呐工作原理能加深对生物多相介质中的声传播过程的理解,有望为水下仿生声探测与感知技术的发展提供新思路。

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