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-展示頁(yè)
2025-04-01 06:38本頁(yè)面
【正文】 平面，沿正x方向以速度傳播的平面行波。瞬時(shí)聲壓是指媒質(zhì)中某點(diǎn)瞬時(shí)壓強(qiáng)和靜壓強(qiáng)的差值；某一時(shí)刻內(nèi)最大的瞬時(shí)聲壓稱(chēng)為峰值聲壓；當(dāng)瞬時(shí)聲壓對(duì)時(shí)間取方均根值時(shí)就稱(chēng)為有效聲壓。聲壓是用來(lái)表示聲音強(qiáng)弱的物理量。(1) 聲壓聲波對(duì)傳播媒質(zhì)作用時(shí)，使媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到擠壓而產(chǎn)生壓力變化，并發(fā)生周期性的壓縮和膨脹，從而引起媒質(zhì)中壓強(qiáng)的變化。衡量聲波的物理量主要有兩個(gè)方面：一方面是聲音強(qiáng)度的度量，即反應(yīng)聲的大??；另一方面是聲頻的高低度量。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。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(chēng)為是聲音或聲波：變化頻率低于聲頻范圍的彈性波被稱(chēng)為次聲波；而變化頻率髙于聲頻范圍的彈性波則稱(chēng)為超聲波。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。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。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（℃）。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。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]。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。地面聲測(cè)產(chǎn)生于第一次世界大戰(zhàn)。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。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(lèi)。研究聲源定位技術(shù)，加強(qiáng)我軍反直升機(jī)、反坦克武器系統(tǒng)的裝備水平，對(duì)我國(guó)的國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)具有重要意義。歷史遺留下來(lái)的邊界和領(lǐng)土爭(zhēng)端、南海諸島的主權(quán)爭(zhēng)議以及臺(tái)灣問(wèn)題等都對(duì)我國(guó)構(gòu)成了不安定的因素。發(fā)展這種系統(tǒng)的關(guān)鍵在于，研制一種聲或聲復(fù)合引信，而聲陣的布設(shè)方法及目標(biāo)定位、跟蹤方法的研究是聲引信的核心。單枚雷彈的殺傷半徑將超過(guò)100km，與普通雷彈系統(tǒng)相比，極大地提高了武器系統(tǒng)的有效性，如法國(guó)的MAZAC反坦克雷彈，單枚雷彈的效能相當(dāng)于60枚普通地雷的綜合效能[3]。美英等國(guó)研制的聲智能雷彈系統(tǒng)，就是采用了這一思想來(lái)對(duì)付超低空飛行的直升機(jī)。近年來(lái)，傳感器和探測(cè)技術(shù)、微電子技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)以及人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，均為聲探測(cè)技術(shù)用于直升機(jī)等軍事目標(biāo)的定位、跟蹤和識(shí)別幵辟了新的應(yīng)用前景，使聲探測(cè)技術(shù)成為一種重要的軍事偵察手段和防空作戰(zhàn)中反電子干擾和反低空突防的一種有效途徑。這種聲源定位技術(shù)主要可以分成3 類(lèi):第一類(lèi)是基于最大輸出功率的可控波束形成技術(shù)，當(dāng)傳聲器陣列探測(cè)到信號(hào)時(shí)，對(duì)各路信號(hào)進(jìn)行加權(quán)求和形成波束，直到得到具有最大輸出功率的波束為止；第二類(lèi)是高分辨率譜估計(jì)技術(shù)，這類(lèi)技術(shù)需要利用傳聲器陣列所獲取的信號(hào)計(jì)算空間譜的相關(guān)矩陣，運(yùn)算量大，定位不準(zhǔn)確，在實(shí)際操作過(guò)程中很少采用；第三類(lèi)是基于聲達(dá)時(shí)間差(time difference of arrival , TDOA) 的定位技術(shù)，利用到達(dá)陣列上各傳聲器的聲音信號(hào)間的時(shí)間差未定位聲源，這類(lèi)技術(shù)計(jì)算量小，比較適用于實(shí)時(shí)處理，在實(shí)
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