矢量陣信號(hào)處理技術(shù)研究.pdf

1、眾所周知,聲波兼有標(biāo)量場和矢量場,傳統(tǒng)的聲壓水聽器僅利用了其聲壓信息(標(biāo)量場).矢量水聽器,又稱組合傳感器由傳統(tǒng)的無指向性聲壓水聽器和具有與頻率無關(guān)的偶極子自然指向性的質(zhì)點(diǎn)振速水聽器組合而成,它可以空間共點(diǎn)、時(shí)間同步測(cè)量聲場中的聲壓(標(biāo)量場)和振速(矢量場)信息.更多的信息量必然帶來更好的信號(hào)處理效果,常規(guī)聲壓水聽器陣信號(hào)處理技術(shù)已經(jīng)是成熟的技術(shù),矢量水聽器陣含有更多的聲場信息,因此在常規(guī)聲壓水聽器陣信號(hào)處理技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展矢量水聽器陣信

2、號(hào)處理技術(shù),必將給水聲信號(hào)處理和聲吶技術(shù)的發(fā)展帶來新的活力,這正是本文的主要內(nèi)容.本文首先闡述了聲壓、振速聯(lián)合信息處理技術(shù)的基礎(chǔ),相干源輻射聲場(遠(yuǎn)場)中,聲壓、振速的波形一致,是完全相關(guān)的,而各向同性噪聲場中,聲壓、振速是不相關(guān)的.對(duì)于單個(gè)矢量傳感器,振速是具有偶極子指向性的,討論了聯(lián)合處理聲壓、振速信息可以得到任意方向的單邊指向性,對(duì)抗已知方向的相干干擾有很大的作用.針對(duì)等間距線陣,本文回顧了常規(guī)聲壓陣波束形成技術(shù),包括時(shí)域、頻域,

3、在此基礎(chǔ)上研究了矢量陣波束形成技術(shù).矢量陣不同于聲壓陣,它輸出聲能流,主要討論了幾種聲壓、振速聯(lián)合處理算法,將它們的指向性圖與常規(guī)聲壓陣指向性圖進(jìn)行了比較,得出矢量陣信號(hào)處理能夠抗目標(biāo)左、右模糊,并且主波束寬度要窄于常規(guī)聲壓陣,這在工程應(yīng)用中有重大的意義.對(duì)矢量陣的檢測(cè)性能也作了討論,分別討論了各種組合的處理增益和常規(guī)聲壓陣的處理增益,得出矢量陣信號(hào)處理增益大于常規(guī)聲壓陣信號(hào)處理增益.論文的最后對(duì)兩次矢量陣試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理,分別給出了