[發明專利]一種基于格林函數重構技術的無源材料低頻反射系數測量方法

有效

• 申請號: 201811546415.3
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109490425B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 李建龍;王露露;盛志誠;馬驍晨
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N29/44
• 分類號: G01N29/44
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.一種基于格林函數重構技術的無源材料低頻反射系數測量方法，包括以下步驟：

1)利用時反技術獲得多維馬爾琴科方程中的反射波時反項：在放置試樣的條件下，選擇接收陣上的某一水聽器為聚焦水聽器，各發射換能器依次發射信號并記錄該聚焦水聽器接收到的信號，將接收到的信號時間反轉并由對應的發射換能器同步發射，則水聽器接收到的是時間聚焦信號，截取該時間聚焦信號在聚焦時刻前的波形作為多維馬爾琴科方程中的反射波時反項；

2)重構水聽器到試樣表面的散射波格林函數：將步驟1)中的反射波時反項代入簡化后的多維馬爾琴科方程得到聚焦水聽器到試樣表面的散射波格林函數；

3)數值時反實現散射波聚焦：將步驟2)重構的散射波格林函數與步驟1)中對應水聽器位置的反射波時反項卷積，通過對接收陣上所有水聽器進行相同操作后將每一水聽器對應的卷積結果求和，實現散射波在試樣表面的聚焦，并將該聚焦波記為p_r；

4)反射系數測量值的計算：將步驟1)中時反發射得到的聚焦波作為入射波p_i，步驟3)計算得到的聚焦波p_r作為反射波，計算反射系數

2.如權利要求1所述的一種基于格林函數重構技術的無源材料低頻反射系數測量方法，其特征在于：所述步驟2)中，重構水聽器到試樣表面的散射波格林函數的過程如下：

將步驟1)中得到的反射波時反項記為R(x,x_R,-t)，其中粗體字母x、x_R表示空間xz平面坐標點，x表示接收陣上任一水聽器位置，x_R表示聚焦水聽器位置；由多維馬爾琴科方程得到格林函數和反射響應的關系為

其中G(x_F,x_R,t)表示從x_R處到x_F處的格林函數，包括直達波部分和散射波部分，x_F表示被測材料試樣位置；R(x_R,x,t)表示從x處到x_R處的反射波；G_d(x,x_F,t)表示從x_F處到x處的直達波格林函數；τ表示時間，式中表示對被積分項作時間積分；表示接收陣水聽器分布范圍；水聽器陣位于xz平面，則d²x＝dxdz表示該平面上的面積分單元，這里表示每個水聽器接收的反射波信號的積分求和。

3.如權利要求2所述的一種基于格林函數重構技術的無源材料低頻反射系數測量方法，其特征在于：為便于工程實現，對公式(2)進行兩處針對性的簡化：實際測量問題只需要重構散射波格林函數；接收陣上不同水聽器到被測材料的直達波格林函數用一個直達波格林函數代替，該直達波格林函數是關于時延和距離衰減的函數，因此計算

重構水聽器到試樣表面的散射波格林函數G_s(x_F,x_R,t)，其中L表示水聽器陣到試樣表面的垂直距離，G_s(x_F,x_R,-t)是散射波格林函數G_s(x_F,x_R,t)的時反形式。

4.如權利要求1所述的一種基于格林函數重構技術的無源材料低頻反射系數測量方法，其特征在于：所述步驟3)中，數值時反實現散射波聚焦的過程如下：

將步驟2)中重構的散射波格林函數與步驟1)中的對應水聽器位置的反射波時反項通過對接收陣所有水聽器進行相同操作后將每一水聽器對應的卷積結果求和，即計算

實現散射波在試樣表面的聚焦，并將該聚焦波記為p_r。