面向HBT干涉定位的直线式传感阵列结构优化

发布时间：2021-11-28 13:27

　　针对阵列中传感器阵元对声源定位性能的贡献率不同,开展了基于Hanbury Brown and Twiss干涉定位的阵列优化研究。首先,根据声场HBT干涉定位原理,建立了八元直线传感阵列的声学定位理论模型。其次,以阵列定位误差在1%以内为目标,对八元直线传感阵列进行拓扑仿真优化,得到5种四元直线传感阵列。最后,通过实验验证,仿真优化得到的5种四元直线传感阵列中有2种阵列的定位误差在1%以内。通过对传感阵列拓扑优化的研究,能够降低传感器的个数,且保证对声源的定位性能不变,从而减少了阵列信号处理的复杂性。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(13)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

可见光波段HBT实验原理图

假设空间内以一个声源S作为坐标原点,同平面坐标系内存在声学传感器A和B,分别位于距离声源S半径为r1和r2处,传感器A和B接收声源发出的声波,接收信号分别为Q1(r1,t1)以及Q2(r2,t2),如图2所示。根据光场中可见光波段实验的相干光计算,将光学二阶相关函数的计算方法引入到声学定位,可以得到任意两个传感器之间的相关函数G:

建立直角坐标系,8个传感器分别等距离放置在X轴上,组成直线阵列,如图3所示。假设声源位置放置(5 m,20 m),运用MATLAB软件,通过直线阵列进行声源定位仿真模拟,通过扫描得到该扫描区域内所有相关函数,其中相关函数值最大的点即为声源坐标,如图4所示的八元阵列声源定位效果图,定位结果为(5 m,20 m),与所设置声源坐标一致。图4 八元阵列仿真定位结果图

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于声场HBT干涉的空间定位方法研究[J]. 聂磊,邹静,刘梦然,冯胜.  压电与声光. 2019(03)
[2]基于遗传算法的超声换能器阵列优化设计[J]. 李夕海,康志谦,杨婷婷,李祥雨.  压电与声光. 2018(04)
[3]一种改进粒子群算法的立体阵列优化方法[J]. 樊征兵,李阳,宋亚辉,张武林.  声学技术. 2018(02)

硕士论文
[1]声发射打靶定位系统的研究与设计[D]. 冯笑飞.电子科技大学 2018



本文编号：3524508