基于麥克風(fēng)陣列的室內(nèi)無(wú)線定位系統(tǒng)的研究開(kāi)題報(bào)告-文庫(kù)吧
2025-03-08 06:38 本頁(yè)面
【正文】 子裝置接收目標(biāo)聲場(chǎng)信息以確定目標(biāo)聲源位置的一種技術(shù)，能夠用于探測(cè)武裝直升機(jī)、坦克、火炮等軍事目標(biāo)的位置，是一種重要的軍事偵察手段。其方法可分為被動(dòng)定位系統(tǒng)和主動(dòng)定位系統(tǒng)兩大類。被動(dòng)聲定位系統(tǒng)屬于輻射源無(wú)源定位，它具有作用距離遠(yuǎn)，隱蔽性好等優(yōu)點(diǎn)。主動(dòng)聲定位系統(tǒng)容易暴露自己，被對(duì)方發(fā)現(xiàn)，影響系統(tǒng)自身的安全。進(jìn)行利用聲探測(cè)技術(shù)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別、跟蹤和定位最早見(jiàn)于聲吶，由于電磁波在海水中的傳播衰減很大，作用距離受到限制，因此，聲波被廣泛用于水下目標(biāo)的探測(cè)。地面聲測(cè)產(chǎn)生于第一次世界大戰(zhàn)。地面聲測(cè)偵察在炮兵作戰(zhàn)中曾立下汗馬功勞，用于確定塹壕戰(zhàn)中敵人武器的方位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在第二次世界大戰(zhàn)和朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)中有75%的火炮偵察任務(wù)是利用聲測(cè)手段完成的。隨著雷達(dá)、紅外、激 光偵察技術(shù)的興起，聲測(cè)技術(shù)曾一度受到冷落。近年來(lái)，由于雷達(dá)面臨著電子干擾、反輻射導(dǎo)彈、低空突防和隱身技術(shù)這四大威脅，越來(lái)越容易遭受攻擊，因此，人們又開(kāi)始重視被動(dòng)式聲探測(cè)系統(tǒng)，重新激起對(duì)聲探測(cè)技術(shù)的興趣[4]。三. 設(shè)計(jì)（論文）所要設(shè)計(jì)、研究的內(nèi)容及可行性論證本文的研究?jī)?nèi)容是學(xué)習(xí)聲學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)和被動(dòng)聲定位的原理，參與設(shè)計(jì)基于多麥克風(fēng)的聲源定位系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上研究四元陣列、五元陣列以及多元陣的定位算法，分別對(duì)定位精度進(jìn)行分析，采用matlab進(jìn)行仿真，并指出影響定位精度的因素。四. 主要關(guān)鍵技術(shù)、工藝參數(shù)和理論依據(jù)空氣的物理特性當(dāng)聲波在空氣媒質(zhì)中傳播時(shí)，空氣的物理特性，如密度、溫度、壓強(qiáng)、比熱 和粘滯性系數(shù)等，會(huì)直接影響到聲波的物理特性。(1) 空氣的密度空氣密度可根據(jù)表達(dá)式（）來(lái)計(jì)算 ()式中 T——絕對(duì)溫度（K）； P——大氣壓強(qiáng)（Pa）；(2) 聲速對(duì)于理想氣體而言，聲波的傳播速度可表示為 ()式中 ——?dú)怏w摩爾質(zhì)量 ——比熱比對(duì)空氣來(lái)說(shuō)，=，=29千克/摩爾；R為氣體常數(shù)，可表示為R=(開(kāi)爾文摩爾)；因此，對(duì)于空氣介質(zhì)來(lái)說(shuō)，聲波在其中的傳播速度可表示為： 或 ()其中t表示攝氏溫度（℃）。在常溫下，空氣中的聲速大約為：340m/s。2 聲波的物理特性當(dāng)外力對(duì)介質(zhì)的某一部分產(chǎn)生初始擾動(dòng)時(shí)，這種擾動(dòng)就將由一個(gè)質(zhì)點(diǎn)傳播到另一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，交替形成密層和疏層；如此繼續(xù)傳播下去，就形成了波。當(dāng)這種擾動(dòng)表現(xiàn)為彈性變形時(shí)，就視其為以彈性波的形式傳播信息。聲音本質(zhì)上是物體的機(jī)械振動(dòng)對(duì)氣體介質(zhì)的一種擾動(dòng)，這種擾動(dòng)使氣體介質(zhì)的壓強(qiáng)，以及密度、溫度和速度等發(fā)生周期性的變化，忽強(qiáng)忽弱，疏密相間。這 種周期性的變化在各向同性的介質(zhì)中，是借助介質(zhì)的彈性向四面八方傳播。由于聲波的頻率范圍較廣，從Hz到1012Hz，因此當(dāng)那種周期性變化的頻率在聲頻 范圍2092?201012內(nèi)時(shí)，就將其稱為是聲音或聲波：變化頻率低于聲頻范圍的彈性波被稱為次聲波；而變化頻率髙于聲頻范圍的彈性波則稱為超聲波。在聲波探測(cè)技術(shù)中,習(xí)慣上將聲波和超聲波統(tǒng)稱為聲波。聲波不僅可以在氣體媒質(zhì)中傳播，同時(shí)也可以在液體和固體中傳播。當(dāng)其在空氣中傳播時(shí)，只能發(fā)生壓縮和膨脹，即空氣質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與波的傳播方向一致，因此在空氣中的傳播的聲波屬于縱波。衡量聲波的物理量主要有兩個(gè)方面：一方面
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