基于時間反轉(zhuǎn)技術(shù)的分布陣聲匯聚技術(shù)研究.pdf

1、為實現(xiàn)遠距離聲匯聚，通常采用低頻大功率聲源組陣的方式來實現(xiàn)聲能的匯聚。而單個低頻大功率聲源其自身體積龐大，支持系統(tǒng)復雜，在布陣時往往會受到環(huán)境限制而沒辦法展開，在現(xiàn)實環(huán)境中聲場環(huán)境復雜，存在大量散射體以及大氣介質(zhì)不均性的限制，其匯聚效果往往不夠理想。針對這些問題，本文提出了通過分布式布陣結(jié)合時間反轉(zhuǎn)方法來解決這些困難。時間反轉(zhuǎn)方法可以補償介質(zhì)不均勻以及陣元布陣不規(guī)則帶來的相位偏移，是一種較為理想的聲匯聚手段。本文針對散射環(huán)境中影響分布陣

2、時反匯聚的相關(guān)因素進行了分析和討論，并針對這些影響因素提出了一種布陣優(yōu)化的方法，最后在針對時反匯聚的相關(guān)影響因素進行了實驗驗證和討論。本文的主要內(nèi)容有：
　　1）討論了散射環(huán)境中，時反匯聚點信號的信噪比隨時間反轉(zhuǎn)窗長度的變化情況。散射信號中存在大量能量以及聲場信息，時間反轉(zhuǎn)窗的大小反應著陣元對散射能量的獲取，記錄的散射信號越長，其匯聚效果越好，但是受到散射聲自身衰減因素的影響，隨著時間窗函數(shù)的增大其信噪比趨近與一個飽和值。

3、　　2）論文分析了在時間窗函數(shù)一定的情況下，時反陣的陣元數(shù)目以及各陣元在時反點的貢獻函數(shù)的相關(guān)性對時反匯聚效果的影響。散射聲場中多陣元時反匯聚效果主要受陣元數(shù)目的多少和陣元間目標處貢獻函數(shù)的相關(guān)性的影響。陣元數(shù)目越多，即空間采樣的點數(shù)越多，對聲場能量和信息的獲取越多，其整個陣列匯聚的信噪比將隨陣元的增多而增大；在陣元數(shù)目一定時，陣元間貢獻函數(shù)的相關(guān)性越小，其獲取的獨立信息越大，最終的信噪比也越高。
　　3）針對各陣元間在目標處匯聚