针对野外环境下微声传感器采集的小型轮式车、大型轮式车和履带车3种车辆声信号受风噪影响严重、分类性能较低的问题, 提出了一种长短时记忆网络(LSTM)与多尺度、多层次特征融合卷积神经网络(CNN)相结合的分类算法——野外车辆识别算法(FVNet)。该算法先采用一层LSTM网络提取声信号的时序特征, 充分利用声信号的长时依赖关系; 再用CNN并行提取多尺度特征, 避免网络加深过程中特征的流失; 引入通道注意力机制进行多尺度和多层次特征融合, 增强多尺度、多层次关键特征信息; 最后在相同数据集上进行验证。实验结果表明, FVNet算法对3种车辆的总识别率可达94.95%, 与传统方法相比, 其总识别率提高了14.61%, 取得了较好的分类效果。

为了提高激光干涉测量法的抗干扰能力，提出幅度调制激光干涉测量法。使用可调谐半导体激光器的高频调谐特性对激光信号进行幅度调制，通过水表面反射光与参考光的干涉来获取水下声场的信息，采用锁相放大解调制法实现激光干涉水下声信号的准确反演。对幅度调制激光干涉水下声信号特征进行模拟，搭建基于光纤耦合式的激光干涉水声测试系统，采用10 kHz的调制频率驱动中心波长为1405 nm的尾纤输出可调谐半导体激光器，并对水下声信号进行测量。结果表明，所提方法能够有效提取水下不同频率和不同强度声信号的振动特征，在频率为2 Hz的脉冲噪音的干扰条件下，相较于传统激光干涉测量法，所提方法测量的信噪比提高了10 dB以上，增强了水声测量的抗干扰能力。

开展了入射角度对1064 nm纳秒激光诱导水下等离子体声波信号特性影响的研究,结果表明:当激光垂直入射时,激光诱导水下等离子体声波信号强度最大;随着入射角度增大,激光诱导水下等离子体声波信号强度逐渐减弱。由等离子体发光图像可知,激光诱导水下等离子体产生了多次聚焦。随着入射角度增大,水等离子体长度逐渐增加,等离子体腔体半径逐渐减小,且水等离子体发光辐射强度逐渐变弱。这是因为空气-水界面处的光学折射效应导致透镜的等效焦距变大,延长了聚焦透镜的瑞利长度,从而使激光诱导水下等离子体声信号的强度变弱。研究结果对激光水下声波探测以及激光通信具有重要意义。

声目标探测识别是目前弥补雷达低空探测不足的重要方法。采集到的声信号通常含有大量环境噪声，如何在去除噪声的同时尽可能多地保留有效信号是该领域的一个难点。针对低空战场环境噪声的特点，提出基于改进阈值经验模式分解的去噪方法。首先对信号进行经验模式分解，然后对实际能量大于噪声能量的固有模式函数进行阈值处理，最后将处理后的固有模式函数进行重构得到去噪信号。为了验证该算法的性能，对直升机声信号加入不同信噪比的典型低空环境噪声进行去噪，并与其他去噪方法进行比较，采用信噪比、均方根误差和平滑度指标进行定量分析。仿真结果表明，该算法对大部分低空环境噪声有良好的去除效果。

针对低频水表面声波(WSAW)的频率识别问题, 提出了一种基于改进相位生成载波(PGC)解调的激光相干探测方法。利用简单的激光干涉系统探测水下声源激发的低频WSAW, 再利用4路载波信号对其进行混频, 通过功率比较遴选出2路功率最大的正交干涉信号, 然后进行相位解调和频谱分析, 实现了WSAW的频率测定。仿真和实验研究表明, 改进的PGC解调法能够有效防止载波信号初始相位不可控条件下的正交信号消隐并准确实现低频WSAW的频率识别(频率探测下限可达30 Hz), 对变频WSAW及大尺度扰动波干扰条件下的低频WSAW也取得了很好的检测效果。该研究结果表明改进的PGC解调方法能够准确实现WSAW的频率识别, 并具有很强的抗干扰能力。

The acoustic emission signal of laser plasma shock wave, which comes into being when femtosecond laser ablates pure Cu, Fe, and Al target material, has been detected by using the fiber Fabry-Perot (F-P) acoustic emission sensing probe. The spectrum characters of the acoustic emission signals for three kinds of materials have been analyzed and studied by using Fourier transform. The results show that the frequencies of the acoustic emission signals detected from the three kinds of materials are different. Meanwhile, the frequencies are almost identical for the same materials under different ablation energies and detection ranges. Certainly, the amplitudes of the spectral character of the three materials show a fixed pattern. The experimental results and methods suggest a potential application of the plasma shock wave on-line measurement based on the femtosecond laser ablating target by using the fiber F-P acoustic emission sensor probe.

建立波长1 550 nm的全光纤激光相干探测系统,系统采用全光纤设计,光路简单且稳定性高.数值仿真与实验结果表明,采用激光相干探测和时-频分析,可有效地提取水下不同频率、不同强度和不同深度的振动特征.该系统可实时探测出40~10 000 Hz的水下声信号,且测量标准偏差小于几个赫兹.因此,激光相干雷达用于水下目标的探测与识别具有实时性,该技术可为水下目标的特征提取和识别提供新的途径.

构建了激光声实验测量系统，利用脉冲激光聚焦击穿水介质产生声信号，由水听器将声信号转换成电信号并送入数字存储示波器。分析了激光声信号的时频域数学模型，通过实验对单个激光声信号的时频域特征进行了研究，对激光声通信的信号调制方式进行了理论分析和实验验证。研究结果表明：激光声信号的脉宽约为20 μs，其能量主要集中在200 kHz内，这其中100~200 kHz内的能量占到的比例大约有50%，通过对激光声信号进行幅度调制和频率调制，可以有效实现激光声通信过程。

建立了一个简单可行的光学系统用于探测低频水下声信号。水下声信号产生的低频声波通过水介质传到液体表面产生表面波,激光束入射到液面时,在光屏上观察到了清晰、稳定的衍射图样,发现在低频水下声信号的调制下衍射光场的分布具有明显的不对称性。实验中得到了衍射图样光斑光强与位置的分布,理论分析发现,结果与实验所观察到的现象是很吻合的。结果表明,在低频水下声信号调制下衍射光场的分布是非对称分布的。