平面四元十字阵双窄带源MUSIC二维估计算法研究

针对超低空飞行的多架武装直升机,为了有效地对其进行定向,在小尺度平面四元十字型阵列的基础上,主要研究了多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)二维估计算法,该算法利用MUSIC谱函数谱峰所对应的角度就是目标的波达方向(Direction Of Arrival,DOA)来进行目标定向的。重点分析了远场环境下,该算法在典型的双窄带信号目标源DOA估计上的应用和定向性能,并进行了实验仿真。理论分析和实验仿真结果表明,远场环境下,MUSIC二维估计算法能够有效地对窄带双目标源进行定向。MUSIC二维空间谱估计算法克服了传统的基于常规波束形成方法的"瑞利限"问题,具有多信号同时测向能力、测向精度高、高分辨能力等,为空气中运动目标声测被动定向的研究提供了一定的理论参考。

基于TDOA的声源定位系统设计

目前,声源定位在机械故障诊断、电力状态检测及带压气体泄漏检测中应用比较广泛。考虑易实现和高精度两项指标,本文提出了一种基于到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)算法的声源定位系统。基于TDOA算法获得4个声传感器之间的相对时间差,接收特定频率的声波信号,采用平面四元十字阵列建立的声传感器阵列实现位置解算,从而获得声源坐标。该系统综合应用锁相环路、51单片机和运算放大器等元器件,利用C51语言编写代码,实现了对于特定频率声源的定位。实践测试表明,该声源定位设备在空旷环境下较易实现低误差的声源定位,且具有较高的声源定位精度。