单矢量传感器目标定向原理*

刘国勤

(海军驻上海江南造船集团有限责任公司军事代表室 上海 201913)

单矢量传感器目标定向原理*

刘国勤

(海军驻上海江南造船集团有限责任公司军事代表室 上海 201913)

声矢量传感器可以同时获取声波场的声压和振速信息。因振速是一个矢量,因而单个矢量传感器就能够提供声场的方位信息,为小尺度声传感器的设计提供了可能。论文首先对单矢量传感器目标定向的原理进行了研究,在单频信号处理的基础上扩展到实际中的宽带随机信号的处理,并进行了仿真分析研究。

偶极子; 矢量传感器; 目标定向

ClassNumberTP212

1 引言

声波兼有标量场和矢量场,它们分别是声压和振速。传统的水听器(声压型接收换能器)只能接收声压信息,它把声场中的声压信号转换成与之成比例的电信号。声压是个标量,因此,传统的水听器是无指向性的。这样单个水听器不能提供目标和环境的方位信息,必须用多个水听器形成基阵,利用不同阵元的相位延时来获得目标和环境的方位信息。矢量传感器可同时获得目标信号的声压和振速信息,这使得水声信号处理的空间得以扩展,可以在这四个包含目标方位信息的量(p,vx,vy,vz)及其变换域中进行联合处理,因而有更多的实现方法。同时,单个矢量传感器已经包含目标的方位信息,可以实现小尺度定向,使水声基阵走向小型化成为可能,为在各种场合下的应用带来了可能。矢量传感器在甚低频也存在指向性,因此为低频处理带来方便。……