六元探测基阵被动声定位算法及其性能研究

通过对目前常用的空间声目标定位方法的分析,针对四元平面方阵定距精度差的问题,提出了立体六元探测基阵的传感器布置方案,即在四元平面方阵的基础上,增加两个声传感器。根据被动声定位原理推导了定位算法,分析了时延估计误差对定位精度的影响,并进行了数字仿真实验,与四元平面方阵相比取得了较好的定位效果。     

室内五元十字阵被动声定位

研究了在室内利用五元十字阵实现被动声定位方法.提出了目标象限判断方法,俯仰角修正方法,近距离精度计算修正方法,给出了距离和方位角精度计算表达式以及俯仰角和目标定位精度数值模拟结果.文章在一定条件下做了定位误差仿真,仿真结果表明精度修正计算方法合理有效.在实验室中成功地做了近距离静止小目标精确定位实验.在大约2m的距离内...     

声目标的定位与识别

本文讨论了声阵列传感系统的建立方法、声目标的几何定位技术,探讨了以分形理论来识别目标的新方法。     

被动声定位算法及误差分析

本文主要以任意四元非平面阵为基础建立了六几阵的被动定位阵型,研究和分析了六兀阵的空间定向性能,并详细分析了由六元阵的阵形误差所引起的定位误差,针对这种阵列的误差进行分析与仿真,最后,从仿真结果来分析该模型的定位性能。     

被动定向浮标阵定位误差仿真分析

仿真分析了被动定向浮标阵为正三角形阵时,阵元间距等几种因素对利用最小二乘法解算目标位置精度的影响。仿真结果表明,在相同的位置误差和测向误差下,当目标在一定范围内时,阵元间距增大,定位误差增大,当目标位置超出该范围后,浮标阵定位误差急剧增大,阵元间距大的浮标阵定位误差反而小;在其它条件相同时,位置误差(测向误差)增大,定位误差增大。因此,为提高三角形阵的定位精度,应尽量提高浮标的测向精度和浮标位置精度;使用中应根据浮标性能和实际使用需求选取合理的布阵间距。     

地雷智能声引信识别定位技术

本文研究地雷智能声引信识别和定位技术.首先讨论基于小波变换的声信号特征矢量提取技术,然后推导并给出时延估计的最大似然算法和圆阵定位算法,同时给出一些仿真实验结果,最后给出系统实现框图,并分析其工作原理.     

被动声定位的一种时延模型

本文提出了一种应用加权非线性最小二乘算法的时延模型,它相当于在逻辑上增加了阵列尺寸.计算机模拟表明定位精度得到了提高.     

声目标定位中多普勒效应修正的必要性研究

声目标定位时,如果其处于运动状态则需对接收到的声信号消除多普勒效应,再进行定位计算,导致定位算法运算量大、效率低.但部分情况下声目标的运动速度较低,多普勒效应对最终结果的影响可以忽略,当定位精度要求不高时可以不需要消除多普勒效应直接进行定位计算.本文首先介绍了解多普勒效应和声目标定位算法,通过Matlab数值仿真详细分析了声目标在不同运动状态下、未消除多普勒效应时的定位结果,得出声源定位中多普勒效应修正的必要性及降低多普勒效应影响的措施.     

超声速运动目标被动声定位算法的后置处理

超声速运动目标在空气中习行时产生激波,前文＾「１」利用激波到达时间提出一种基于波前方向矢量的定位算法,本文着重分析该定位算法的理论估计精度。提出一种基于数据融合的后置处理算法,以提高估计精度。     

水下小体积阵的二维宽带目标被动定位

传统的宽带聚焦波达方向估计算法需要预估方位信息,不准确的前期预估将使最终估计结果出现较大误差。研究了一种基于无噪相关矩阵的二维宽带聚焦算法,利用各频点的频域无噪相关矩阵构造聚焦矩阵,不需要进行前期预估,避免了前期预估对最终估计结果的影响,且适用于任意结构阵列。该算法计算复杂度低,分辨率高,估计误差小。当基阵布放的深度已知时,可实现目标定位。基于9元体积阵的目标被动定位,对该算法进行了验证。     

四元传声器阵列定向算法及其结构优化

推导任意四元传声器阵列的定位算法和近似的定向算法,并得出性能最优的四元传声器阵列结构.建立任意四元阵列后,通过矩阵分析推出定位公式,在声源位于远场时,通过近似得到既能保证精度又十分简洁的定向算法;通过数学分析,推导出最佳的四元传声器阵列结构.数值计算结果表明,提出的近似定向算法是可靠的;计算机蒙特卡罗仿真结果表明,导出的最佳四元阵列性能优于普通的四元阵和正四面体阵.     

线阵声诱饵对抗具有尺度识别能力鱼雷的分析与仿真

为了研究线阵声诱饵对抗具有尺度识别能力鱼雷的性能,以分裂波束和方位走向法为例,分析了鱼雷对尺度目标回波的识别方法,以此为基础探讨了线阵声诱饵在对抗具有尺度识别能力鱼雷时的若干技术问题,通过仿真验证了线阵声诱饵对抗尺度识别能力鱼雷的有效性。本文证明了线阵式的声诱饵可以有效模拟舰船目标的尺度特征,在对抗有尺度识别能力的鱼雷时是很有意义的发展方向。本文所给出的仿真方法,除了建立线阵诱饵在诱骗有尺度识别功能鱼雷的仿真模型外,还可以作为物理模型应用在诱饵工作程序中,提供各阵元的延迟时间等声学参数。     

关于参量阵声源阵长的讨论

针对目前常用的有效阵长来估算参量阵阵长所得的结果与实际测量得到结果有较大误差的情况,提出了通过KZK(Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov)方程的数值计算来得到差频声场的声源级,再由声源级来判断参量阵的形成情况,从而计算得到阵长。针对扩散限制阵的情况进行了仿真,并对计算得到的阵长通过水池实验测量结果验证了数值计算方法的正确性。分析了有效阵长计算结果与实验测量结果间误差太大,但是KZK方程数值计算的结果与测量结果一致的原因。最后对同一换能器在不同发射电压下的参量阵阵长的变化做了对比分析。     

混凝土结构健康检测的声发射圆阵波束形成仿真分析

采用了声发射(Acoustic Emission,AE)均匀圆阵并分析其波束形成特性,通过仿真分析了阵元数目及声发射模拟信号频率的变化对波束模式的影响.结果表明,当频率不变,阵元数目为4~32时,随着阵元数目的增加,角分辨率保持不变,最高旁瓣降低,可达-8 dB左右.混凝土结构内部缺陷声发射信号的超声频段一般在25~200 kHz,当阵元数目不变时,随着频率的升高,角分辨率随之升高,最高旁瓣也随之增大.另外,文中提出如何设计一个性能相对稳定的阵列,并通过从噪声信号中提取有用信号的实例说明声发射均匀圆阵空间匹配滤波性能.     

参量阵及其在水声工程中的应用进展

参量阵技术因其可以在小的基阵尺寸下获得低频窄波束,且波束无旁瓣,并容易获得较大的信号带宽,从上个世纪60年代起获得了广泛的关注和深入的研究,并且在水声工程和超声成像领域获得了比较广泛的应用。文章介绍了参量阵产生次级声场的基本原理、参量阵声场的特点以及相关的物理和数学模型,回顾了参量阵技术在水声工程中的主要应用历史,特别指出了其最成功的应用是高分辨率海底底层剖面仪,因为这个应用最大限度地回避了参量阵技术面临的两个主要问题：转换效率低因而差频声源级不高,以及实现多波束困难因而探测效率较低,并从物理和工程角度深入探讨了这两个问题,提出了进一步研究的重点和对未来应用的展望。     

声波测井仪井下数字滤波器设计与实现

交叉偶极阵列声波测井仪是目前主流的先进声波测井设备之一,但在测井过程中难免存在噪声干扰,对测井质量造成不利影响。在利用Matlab对大量实测信号进行时频分析的基础上,针对噪声的规律和特点,提出时域滤波和频域滤波相结合的方案。时域上采取限幅平均滤波法,频域上选择具有线性相位的FIR滤波器。利用Matlab滤波器设计与分析工具箱获取滤波器系数,借助DSP软件开发环境CCS,用汇编语言设计了基于DSP的井下实时FIR数字滤波器。现场测井试验表明,该滤波器对测井信号中存在的噪声具有良好的抑制作用,同时满足测井系统的实时性要求。     

基于三子阵的组合水平时反阵被动定位性能研究

在海洋波导中,单个水平阵的被动时反定位性能随声源方位的改变而迅速下降.对于一个298基元、基元间隔为1m的单个水平阵而言,当声源入射方向偏离水平阵端射方向超过70°时,被动时反定位失效.针对单水平阵的这一不足,提出了一种由三个子阵组成的组合式水平阵,三个子阵之间夹角为60°,基元数分别为100、99、99,基元间隔为1...     

水声换能器基阵互辐射阻抗研究

在水声应用领域中,通常是若干个换能器组成一个基阵进行工作。当换能器基阵工作时,基阵中单个换能器的总辐射阻抗是它自身辐射场的作用以及基阵中其它换能器辐射场作用的总和,这就引入了互辐射阻抗的问题。在水声对抗中,当换能器基阵在大功率状态下工作时,基阵的互辐射阻抗影响尤其需要进行研究分析。结合理论推导得出的规律,介绍了一种研究互辐射阻抗的测量分析方法,分析了一种换能器基阵的互辐射阻抗影响,并最终得到一般性结论。