[發明專利]多極子矢量接收陣校準方法

有效

• 申請號: 201410195827.2
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN103983338A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 樸勝春;楊士莪;郭俊媛;陳洪娟;張虎;王文芝
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01H3/00
• 分類號: G01H3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.多極子矢量接收陣校準方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

步驟一：平面多極子矢量接收陣包括1號～9號陣元，1號～9號陣元成3行3列排列，5號陣元位于中心位置，相鄰陣元間距a按照a≤λ/6布放，λ為矢量接收陣上限工作頻率對應的波長，聲源與平面多極子矢量接收陣之間距離滿足d≥(最大線度)²/波長，聲源的主軸方向對準平面多極子矢量接收陣的正橫方向；

步驟二：調節信號發生器產生CW脈沖信號，經功率放大器加載到聲源上形成測試聲場；

步驟三：在0-360°范圍內旋轉平面多極子矢量接收陣，采集與存儲1號～9號陣元的接收信號，每個陣元包括一路聲壓通道信號和兩路質點振速通道信號；

步驟四：選取5號陣元為參考陣元，分別獲得0-360°范圍內1號～9號陣元的接收信號與參考陣元的接收信號之間的相位修正因子，進行校正；

平面多極子矢量接收陣的旋轉角度為θ，1號陣元的聲壓通道信號和參考陣元的聲壓通道信號在同一時刻收到的直達波穩態部分的信號分別為：

A₁＝p₁cos(α₁-ωt)

A₅＝p₅cos(α₅-ωt)

A₁為1號陣元的穩態部分的信號，A₅為參考陣元的穩態部分的信號，p₁、p₅為信號幅度，α₁、α₅為信號初始相位，將信號A₁和信號A₅進行數字濾波后，對幅度進行歸一化處理，然后將兩個信號做差：

cos(α1-ωt)-cos(α5-ωt)=2sin(α5-α12)sin(α5+α12-ωt)]]>

求解1號陣元和參考陣元在旋轉角度θ下的相位差值，得到相位修正因子D_1v(ω,θ)，

D1v(ω,θ)=f1v(ω,θ)ei2kacos(π4+θ)/f5p(ω,θ)]]>

分別獲得2號～9號陣元的接收信號與參考陣元的接收信號之間的相位修正因子：

D_2v(ω,θ)＝f_21v(ω,θ)e^ikacos(θ)/f_5p(ω,θ)

D3v(ω,θ)=f3v(ω,θ)ei2kacos(π4-θ)/f5p(ω,θ)]]>

D_4v(ω,θ)＝f_4v(ω,θ)e^-ikasin(θ)/f_5p(ω,θ)

D_5v(ω,θ)＝f_5v(ω,θ)/f_5p(ω,θ)

D_6v(ω,θ)＝f_6v(ω,θ)e^ikasin(θ)/f_5p(ω,θ)

D7v(ω,θ)=f7v(ω,θ)e-i2kacos(π4-θ)/f5p(ω,θ)]]>

D_8v(ω,θ)＝f_8v(ω,θ)e^-ikacos(θ)/f_5p(ω,θ)

D9v(ω,θ)=f9v(ω,θ)e-i2kacos(π4+θ)/f5p(ω,θ)]]>

每個陣元在旋轉角度θ下的聲壓通道信號為p_1-9(ω,θ)，振速通道信號為和振速通道信號統一用f_nv(ω,θ)表示，其中的n代表的平面矢量接收陣各個陣元數，v代表的是每個陣元的振速通道x、y和聲壓通道p，ω為角頻率，θ為平面陣旋轉角度，

將各相位修正因子代入相應陣元的接收信號中進行校正，得到9個陣元測量所得到得信號，形成多極子平面矢量接收波束：