基于虚拟阵列的低频噪声源高分辨率定位方法

发布时间：2021-02-07 19:20

　　针对阵列成像声源定位系统对于低频噪声源定位空间分辨率低的问题,提出一种适用于低频噪声源的高分辨率定位方法。该方法在不改变传声器阵列孔径条件下,通过对传声器阵列在不同位置采集的噪声信号进行处理,合成虚拟的大孔径阵列,等效增大阵列的物理孔径,以虚拟阵列的信号输出值作为初始值,再使用多重信号分类（MUSIC）高分辨率算法对噪声源进行定位分析。将仿真实验结果与波束形成（SRP）算法进行对比分析,证明基于虚拟阵列的MUSIC噪声源定位方法在对中低频段噪声定位时具有较高的定位分辨率,同时对近距离的多个噪声源具有较好的分辨能力。 

【文章来源】：噪声与振动控制. 2020,40(06)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

远场声源模型

确定要测量的噪声源大概位置后，在测量位置和阵列之间放置一固定参考传声器，此传声器在进行信号采集过程中不间断采集噪声信号。传声器阵列在正对噪声源位置的平面内进行变换位置的间隔采样，采样过程如图2所示。定义传声器阵列第一次采样时的位置是参考位置，为保证虚拟阵列的阵元无重叠，在传声器阵列间隔采样过程中传声器阵列水平或竖直移动的距离l大于阵列直径d，每次移动后的阵列所在位置都为虚拟阵列的子阵列，当阵列沿同一个方向移动n次以后，可合成虚拟阵列的孔径D=d×(n+1),D为虚拟阵列的孔径。当进行移动位置的间隔采样之后，将采集的信号经过一窄带滤波器，利用Hilbert变换进行变换，获得信号的解析形式，计算参考阵列和子阵列的相位差之后，对所有子阵列的采样信号进行合成，用合成的信号进行噪声源定位算法处理，所得结果即为虚拟阵列的噪声源定位结果。以位置1处的阵列中心为坐标原点建立空间直角坐标系，若噪声源区域有E个点声源，则坐标原点处阵元接收到的声源信号为[11]

为了验证本文定位算法的性能，对前面理论分析进行仿真实验，在使用单阵列和虚拟阵列时分别使用SRP定位算法和MUSIC定位算法对声源定位进行仿真对比实验。仿真中在6×6平面内构造点声源，在距离声源6 m、与声源面平行的平面上采用孔径为1.6 m的64阵元螺旋传声器阵列模型进行噪声源定位，阵元位置图如图3所示：3.1 基于虚拟阵列定位方法和单一阵列定位方法单阵列定位结果比较

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]卫星导航测控站的阵列信号测向技术应用研究[D]. 张鹭.西安建筑科技大学 2017



本文编号：3022703