基于矢量水聽器陣的波束形成及DSP實(shí)現(xiàn).pdf

1、矢量水聽器較傳統(tǒng)的聲壓水聽器有諸多優(yōu)勢(shì)，它可以空間共點(diǎn)、同步測量聲壓和質(zhì)點(diǎn)振速的各正交分量，從而得到含有聲源強(qiáng)度信息和方位信息的聲強(qiáng)矢量。矢量水聽器比傳統(tǒng)的聲壓水聽器可以測量得到更全面的聲場信息，為改善傳統(tǒng)水聲測量或探測設(shè)備的性能，解決實(shí)際的水聲問題拓展了新的思路，因此矢量水聽器成為陣列處理領(lǐng)域較為活躍的研究方向之一。 本論文從矢量水聽器本身所具有的特點(diǎn)出發(fā)，介紹了單個(gè)矢量水聽器的波束形成，以此為基礎(chǔ)深入研究了矢量水聽器陣窄帶和

2、寬帶恒定束寬波束形成，并在硬件上對(duì)此進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。 全文的主要內(nèi)容如下： 1對(duì)矢量水聽器的分類進(jìn)行了討論，詳細(xì)介紹了同振式矢量水聽器和壓差式矢量水聽器的結(jié)構(gòu)和工作原理，并推導(dǎo)了兩種矢量水聽器目標(biāo)水平方位角和俯仰角的計(jì)算公式。 2根據(jù)矢量水聽器所具有的特點(diǎn)，深入研究了矢量水聽器窄帶波束形成。首先分析了單個(gè)矢量水聽器接收信號(hào)模型及其在不同聲壓、振速組合下的波束形成；接著詳細(xì)討論了矢量水聽器陣列的窄帶波束形成，給出了任意

3、陣的接收信號(hào)模型，并詳細(xì)研究了不同組合下的陣列波束形成。最后對(duì)矢量水聽器和常規(guī)聲壓水聽器的波束形成作了仿真對(duì)比，并加入信號(hào)進(jìn)行了驗(yàn)證，得出矢量水聽器陣的波束寬度、旁瓣級(jí)和陣增益都優(yōu)于常規(guī)聲壓水聽器陣。 3研究了矢量水聽器寬帶波束形成，詳細(xì)討論了基于DC加權(quán)的均勻線列陣寬帶恒定束寬波束形成(先設(shè)計(jì)離散頻率點(diǎn)上的恒定束寬加權(quán)，再設(shè)計(jì)FIR濾波器擬合這些離散頻率上恒定束寬所表示的幅相響應(yīng)，從而完成時(shí)域恒定束寬波束形成器的設(shè)計(jì))；對(duì)任意