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矢量传感器测向技术研究

马敬广  
【摘要】:矢量传感器由声压传感器与振速传感器(或声压梯度传感器、加速度计、振速计、位移计等)以不同方式同心地组合而成。矢量传感器可以测量并获取声场的矢量场信息。相比常规声压传感器,矢量传感器能取得更多的声场信息,经适当的信号处理后必会带来更大的处理增益,也就相应地提高了声呐的性能。 如何正确地处理和合理地利用矢量传感器获取的声压和振速信息,是矢量传感器走向工程应用所必须解决的课题,而目标定位技术,又是声呐设备的一项最基本、最重要的功能。借助于解析声强流概念,本论文主要研究了矢量传感器及矢量阵测向技术,共分五章阐述了单矢量传感器测向原理及多目标分辨的实现、矢量阵波束形成及目标定位等内容。 论文先于第二章阐述了单矢量传感器时域、频域测向的基本原理,同时,给出了目标方位的DAO估计公式及测向误差的公式。在该章后半部分,分析了湖上试验和海上试验的试验数据和试验结果,从实验的角度证明了单矢量传感器测向理论和方法的合理性和可行性。可以进行工程实现方面的进一步研究。 文中第三章介绍了‘解析声强流’概念,它是声压—振速联合信号处理的基础,是将常规声压信号处理技术,延伸到矢量传感器信号处理的桥梁。文中给出了两类解析声强流定义,分析了其应用于声压—振速联合信号处理的机理;还进行了解析声强流方位估计方面的讨论,阐明了用解析声强流实现目标方位估计的方法。 单个声压传感器不能进行方位估计;而单个矢量传感器可进行目标方位估计,并具备了多目标分辨的能力。在本文第四章介绍了单矢量传感器多目标LOFAR方位估计、多目标DEMON方位估计,两类估计方法都可以实现单矢量传感器多目标分辨的功能。 矢量阵信号处理技术也是本论文内容之一。文中先简单介绍矢量阵


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