[實用新型]一種虛擬球形測量基陣

有效

• 申請號: 201320066825.4
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN203100886U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 平自紅;張軍
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一五研究所
• 主分類號: G01H3/00
• 分類號: G01H3/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

本實用新型涉及一種基陣，更具體說，它涉及一種虛擬球形測量基陣。

水聲計量中，在常規情況下，聲學傳感器聲學參數的測量都是在遠場條件下進行的，經常需要確定由水聲換能器輻射到其遠場的聲壓。對于大尺寸換能器，尺寸有限的測量設施會使得其遠場輻射的直接測量變得困難，甚至不可能實現，給常規的遠場測量提出了許多難題：1、在實驗室條件下的有限水域內無法滿足測量所需要的遠場自由場條件。2、在外場開闊水域內實施遠距離測量容易受干擾影響并且定位和對準產生很大困難，嚴重的情況下甚至導致測量的失敗。3、在大尺寸聲學傳感器的參數測量是很難用遠場測量方法來實現。4、一些新型聲學傳感器所要求的聲學參數測量無法用常規的遠場方法解決。

本實用新型的目的是克服現有技術中的不足，提供一種近場條件下解決大尺寸聲學傳感器的聲學參數測量問題的虛擬球形測量基陣。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的。這種虛擬球形測量基陣，包括：旋轉控制結構、連接桿和半圓弧形基陣，其中旋轉控制結構通過連接桿連接半圓弧形基陣。

作為優選：所述半圓弧形基陣兩端連線為旋轉中心軸。

作為優選：所述旋轉控制結構和連接桿通過法蘭盤相連接。

作為優選：所述旋轉控制結構和連接桿通過法蘭盤相連接。

作為優選：所述半圓弧形基陣包括半圓弧形基陣架和傳感器，所述傳感器設于半圓弧形基陣架上。

作為優選：所述傳感器在半圓弧形基陣架上圓心角間隔均勻分布。

本實用新型的有益效果是：作為遠場測量技術補充的近場測量技術，在解決這些問題時則體現了自身的優勢。近場測量基陣的概念解決了該問題，是通過使得遠場輻射能夠由在換能器附近進行的測量來實現的，也即在其近場實現。一個近場測量基陣是由小型傳感器組成的大型陣列，基陣對于來自于位于陣列附近的大尺寸近場體積的聲源起到平面波濾波器的作用，也就是說，基陣在單個特定方向上對平面波分量產生響應。最初產生的近場測量基陣是平面型的。基陣對于定向垂直于基陣的平面波分量，也就是遠場聲波，產生響應。本發明設計了一種虛擬球形測量基陣，有助于在近場條件下解決大尺寸聲學傳感器的聲學參數測量問題。

圖1為本實用新型結構示意圖及其旋轉示意圖；

圖2為經過旋轉得到的虛擬球形測量基陣示意圖。

附圖標記說明：旋轉控制結構1、法蘭盤2、連接桿3、傳感器4、半圓弧形基陣架5、旋轉中心軸6、軌跡7。

附圖標記說明：旋轉控制結構1、法蘭盤2、連接桿3、傳感器4、半圓弧形基陣架5、旋轉中心軸6、軌跡7。

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步描述。雖然本實用新型將結合較佳實施例進行描述，但應知道，并不表示本實用新型限制在所述實施例中。相反，本實用新型將涵蓋可包含在有附后權利要求書限定的本實用新型的范圍內的替換物、改進型和等同物。

如圖1至圖2所示，本實用新型設計了一種虛擬球形測量基陣設計，屬于傳感器基陣設計領域，主要應用于水聲傳感器的聲學參數測量方面。虛擬球形測量基陣主要包含一根半圓弧形基陣和旋轉控制機構1，采用單根半圓弧形基陣經過旋轉合成，其兩端連線即為旋轉中心軸6，球心附近的區域即為被測聲學傳感器所處的位置，如圖1所示的軌跡7就是單根半圓弧形基陣旋轉軌跡的示意。在半圓弧形基陣旋轉過程中的不同方位角度上，獲取各小型傳感器4的接收信號數據，旋轉完一周后將傳感器4的接收信號數據與傳感器4在各旋轉方位角度上的空間幾何信息相結合起來，就可得到類似于球面陣列得到的結果。采用本實用新型的虛擬球形測量基陣避免了測量時必須將被測傳感器放置在被測水聲傳感器的遠場中的要求，可以通過數據處理在有限尺寸的水池中測量大尺寸水聲傳感器的電聲參數。

半圓弧形基陣和旋轉控制機構1的示意圖如圖1所示。半圓弧形基陣由半圓弧型基陣架5和多個小型傳感器4組成，半圓弧型基陣架5通過連接桿3、法蘭盤2等結構與旋轉控制機構1相聯接固定，半圓弧形基陣的旋轉由旋轉控制結構來控制實現，旋轉控制機構1及其與半圓弧型基陣架5的鏈接部分都采用通用的部件。