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广义指向性信号模型的基阵处理

基阵(信号)处理实质上是对传播波中所载信号的处理.在早期的发展过程中,基阵处理对传播条件作了最理想化的近似,即认为声波是在无限均匀的理想介质中的平面波(或球面波)传播.基于信号匹配的观点,基阵处理最简单的实现方式是延时(相移)——求和的常规波束形成,它在弱指向性的环境噪声背景下有可以接受的性能.在出现平面波干扰这种极端不均匀背景情况下,发展了自适应波束形成技术,其中最典型的是最小方差不失真响应(MVDR)波束形成.学 学 报 在实际水声环境中,由于传播介质的随机时变特性,平面波阵面出现空间扰动,形成空间解相关,导致波向量谱以真正的DOA为中心的角扩展.如果认为平面波信号是严格意义上的指向性信号的话,那么这种带有波阵面空间扰动的信号就是所谓的广义指向性信号(或称角扩展信号). 基于平面波信号模型的基阵处理方法象常规波束形成和MVDR波束形成都不能匹配这种广义指向性信号,其基阵增益随着角扩展的增大而减少.本文应用特征波束形成方法造成...  (本文共7页) 阅读全文>>

《声学技术》1990年04期
声学技术

小型综合平面声基阵的研制

测深测潜测波测冰综合检测声呐声基阵特点是小型多功能。根据总体方案设计要求,水下基阵共分两大系统:(一)90HZ测潜测波测冰收发系统及(二)20HZ、90kHz测深收发系统。并且对于两个声系统指向性开角均有特定的要求,如对系统(一),-3dB开角测波时为5°而测潜测冰时为15°,对系统(二),-3dB开角均为15°。所以,声基阵的结构设计是本研制项目的...  (本文共1页) 阅读全文>>

《声学与电子工程》1990年02期
声学与电子工程

互辐射影响与基阵设计

发射基阵设计者不仅要从宏观上考虑如何构成基阵才能达到指向性和声源级指标.而且要考虑到影响这两项指标的细微因素,特别是互辐射的影响。本文试图从互辐射的影响来讨论发射基阵设计中的一些重要问题。1.互辐射与换能器间隔之关系 换能器之问互辐射的大小是随换能器间距(d)而变化的。这个变化规律早已有人Ⅲ进行了理论研究。图l给出了理论上计算的圆柱面上方形活塞的互辐射阻抗的变化规律(在平面阵上也有近似相同的规律)。图l的曲线并不适用于实际基阵.因为实际基阵是布满换能器的。而且随着换能器的振型、尺寸和间距的不同。互辐射在具体数据上也是不一样的。在具体工作中.可以应用本人提出的分离各种阻抗的方法曲。图2给出的曲线是在一个密排圆柱阵中互辐射阻(R。)和抗(x。)随频率的变化曲线.是按【2】的方法依据实;}蔓j数据分离出来的。比较图l和图2可见。虽然规律相同.但互辐射阻抗的止负值区间不同。当d/入小于某一值时.互辐射阻与抗值皆为正。下面的分析将说明.在...  (本文共4页) 阅读全文>>

《安徽大学学报(自然科学版)》2016年06期
安徽大学学报(自然科学版)

基于虚拟阵元设计的稀疏基阵的水下正视声学成像

声学成像是光学成像以外用于探索水下世界的主要途径之一.水下声学成像技术已被广泛应用于军事、港口建设、水下工程和搜救等领域.水下声学成像分为声呐成像和正视成像两种形式[1].水下正视声学成像由声呐成像发展而来.声呐成像显示的是目标反射声强的距离-方位信息,在屏幕上目标显示的是背衬2维阴影的亮斑,而正视成像通常形成目标垂直面的图像,也能够形成水平和垂直方向上的2维图像,在屏幕上目标显示的是形状和结构信息.水下正视声学成像中,传感器基阵成像已经发展为一种主要的成像技术[1].目前,传感器基阵成像系统采用多子阵收发方案,需要大量传感器阵元,导致阵元及通道数目增多、系统复杂、体积庞大及制造成本高[2].因此,在传感器基阵相同的前提下,保证成像质量和成像帧率的同时,减少系统复杂程度和降低成本,是传感器基阵正视成像研究领域一项重要的课题[3].在基于传感器基阵的水下成像中,国内外研究都取得了一些进展.Ling等提出多基阵合成孔径声呐(synt...  (本文共8页) 阅读全文>>

《舰船电子工程》2017年04期
舰船电子工程

水下基阵大地坐标优质解算点的选择方法

1引言声基阵是进行目标测量和定位的重要装备,而声基阵的海底坐标测量有广泛的应用场合。对于测量声基阵大地坐标的测量一般选用时延估计的方式[1]。测量船在GPS的引导下,按预定的航路(一般成椭圆轨迹)等间隔航行,到预定的数据测量点时发射测阵询问测距声脉冲,获取所有声基阵单元的测距值及测量船相应位置GPS坐标数据,选取三个测量点利用球面交汇原理即可求出基阵的大地坐标[2]。对于声基阵某个单元,用于解算其坐标的测量点会形成一组椭圆点。如果用所有这些测量点测量的数据去解算基阵单元,必然会降低解算的精确性。在这些点中,若有三个点满足与声基阵单元的空间夹角为90°,此时解算误差最小。故而从中挑选几组解算误差小的点来求解基阵单元,可以提高解算的精确性。文中给出一种挑选解算误差小的一组录取点的方法,该方法先拟合椭圆航行轨迹方程,选取任一个测量点A1,求出以A1与一个声基阵原始点S1(原始点S1为最初声基阵布放的初始位置)的连线为法线并经过S1的平...  (本文共4页) 阅读全文>>

《科技视界》2016年14期
科技视界

声基阵目标被动探测的仿真研究

舰船噪声近些年来被视为鱼雷、水雷、水声探测设备等探索的可利用目标信息,而且逐渐的把舰船噪声看做各种各样的被动声探测装置的“信息源”,另外,舰船噪声具有一定程度的时域、频域特性,在复杂的海洋环境下,对舰船噪声的探测需要进行事先的目标识别及定位,因此,现代声纳均采用声基阵,进行目标被动探测,全面的提高对环境噪声的抗干扰能力,全面的提升目标探测的精准度。声基阵波束的形成,往往能够起到锐减其他区域以及其他方向干扰信号的作用,而且其中各个阵元能够有效的收集、处理有用的信号(来源于特定的区域和特定的方向),继而在一定空间范围内,对干扰性信息进行处理,对有用信息进行整合,达到降噪的目的,与此同时,降低探测系统的虚警率、提高探测的准确率。基于此,本次研究简单的分析了舰船噪声的基本特性,在此基础上,构建了舰船噪声数字模型,进行了目标模型的仿真探测,进一步验证声基阵目标被动探测的有效性,期望能够产生一定的积极效用。1简单的分析舰船噪声的基本特性螺旋...  (本文共1页) 阅读全文>>