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相似文献
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1.
高翔  李鉴  师芳芳  马军  王文  汪承灏 《声学学报》2018,43(4):655-664
基于时间反转和逆时偏移混合方法用于分层介质中目标的声学检测和定位的原理,本文对分层介质中目标检测和定位的声场进行了数值分析。首先给出了声场分布数值仿真的方法和步骤,进一步采用单发多收和多发多收两种方式对单个目标和多个目标计算出其声场分布。数值仿真结果表明可以较好地实现对目标的检测和定位。比较发现,单发单收方式和多发多收方式都得到较好的结果,但多发多收方式计算耗时过多,因此不宜采用。另外,对多个目标的探测提出了改进方法。  相似文献   

2.
高翔  李鉴  马军  师芳芳 《应用声学》2018,37(1):159-167
时间反转和逆时偏移混合法能有效地抑制分层介质中界面或底面反射波的干扰,从而实现分层介质中目标的检测和定位。该文计算得到阵列阵元的疏密,目标在空间中不同位置,以及不同载波频率相应的声场图和声场等高线图,从而详细研究不同参数对目标检测和定位的影响。研究结果表明,接收阵元需要达到一定数目才能获得较好的聚焦效果;目标无论距阵列远近都可以被很好地定位,特别是离界面很近的目标也可以清晰地分辨出来;用调制载波信号可以得到在目标处更尖锐的声场分布,但周围的各处声场分布高低起伏,可能带来定位的不稳定。  相似文献   

3.
时间反转处理用于掩埋目标检测   总被引:3,自引:2,他引:3  
研究了有PS(Probe Source)源发-收时间反转在强混响背景下对掩埋目标的检验问题。所提出的发-收互动时反处理是:在目标处放一个PS声源产生引导信号,SRA(source Receiver Array)接收引导信号,并对接收到的信号做物理时反(即多路径补偿反波束形成),将声能聚焦在目标位置处,对SRA接收到的目标散射回波做与发射聚焦互动的接收聚焦(即多路径补偿波束形成),得到聚焦后的目标回波,实现发-收互动的聚焦。并对常规BS(Broadside)发射检测(没有时间反转)和时间反转检测两种方法各自的性能进行了比较。实验室波导掩埋目标实验数据处理验证了理论分析的结论,并证明时间反转检测比常规BS发射检测可得到更大的信混比,从而提高了掩埋目标的检测概率。  相似文献   

4.
快照的时间反转和逆时偏移方法已实现了液-液分层介质中目标的超声检测和定位,现进一步推广到含有固体分层介质情形。由于在含有固体分层介质中,都存在多种的反射波和散射波,因此提出一种筛选方法,首先从中筛选出散射波以及所属波型,再利用快照的时间反转和逆时偏移方法进行处理。实验分别研究了固-液、液-固和固-固分层介质3种情况。利用快照的时间反转和逆时偏移法进行处理,在空间就形成了一个峰状的分布,其峰顶的位置与实际目标的位置比较吻合,误差在一个波长左右。因而,实现了含有固体分层介质中目标的超声检测和定位。  相似文献   

5.
快照的时间反转和逆时偏移方法已实现了液-液分层介质中目标的超声检测和定位,现进一步推广到含有固体分层介质情形。由于在含有固体分层介质中,都存在多种的反射波和散射波,因此提出一种筛选方法,首先从中筛选出散射波以及所属波型,再利用快照的时间反转和逆时偏移方法进行处理。实验分别研究了固-液、液-固和固-固分层介质3种情况。利用快照的时间反转和逆时偏移法进行处理,在空间就形成了一个峰状的分布,其峰顶的位置与实际目标的位置比较吻合,误差在一个波长左右。因而,实现了含有固体分层介质中目标的超声检测和定位。  相似文献   

6.
时间反转镜用于被动检测技术的研究   总被引:15,自引:0,他引:15       下载免费PDF全文
从信道理论出发研究了时间反转镜的聚焦效应,提出时间反转镜空间滤波技术,对其空间匹配特性、处理增益、检测能力、稳健性作了仿真研究。仿真结果表明,利用了海洋信道的相干多途特性,时间反转镜可实现信号的空间匹配滤波,从而对目标进行检测,检测能力强。  相似文献   

7.
针对目标辐射声信号特性未知的情况,在不增加额外水声换能器的条件下,研究提高水听器阵列对水声信号检测性能的方法。首先,按照经典二元检测问题处理方法分析了常规能量检测方法的性能,在此基础上,根据虚拟时间反转处理原理,对处理后的信号构建检测统计量,推导得到了虚拟时间反转检测方法的理论门限和检测性能的表达式,并通过与常规能量检测的对比分析了虚拟时间反转检测的处理增益。使用计算机仿真实验从声源频率、接收阵列阵元数、目标距离与深度等方面分析了两种方法的检测性能。结果表明,所提出的算法相对于常规能量检测算法在性能上有显著优势,且接收阵元数是对算法性能影响最为明显的因素。  相似文献   

8.
改进的时间反转法用于有界面时超声目标探测的鉴别   总被引:6,自引:0,他引:6  
汪承灏  魏炜 《声学学报》2002,27(3):193-197
在存在界面(或)底面时,用现有的时间反转法进行超声自适应聚焦的目标探测时,虽然可以获得处理增益,但却不能区分目标和界面(或底面)。这是因为界面反射波和目标反射波将完全相干叠加在一起形成相干峰。普通超声脉冲反射法在检测接近于界面的目标时也有同样的缺点。本文提出了一个改进的时间反转法即换元接收的时间反转法,这时界面反射波的相干峰将消失,因此它可以实现在有界面时目标是否存在的鉴别。  相似文献   

9.
摘要单水听器和二元阵时间反转镜处理都可以有效实现目标检测和定位,但多元阵时反镜处理的定位精度和水平定位距离远优于单水听器或二元阵定位处理。本文先简述了时间反转镜定位技术的发展和近况,又详细介绍了多元阵时间反转镜定位技术的基本原理,并借鉴乘积阵处理理论利用射线传播模型给出了多元被动时间反转镜定位的算法和公式。仿真和试验数据处理证明,多元阵时反镜处理效果明显优于二元阵时间反转镜处理,即利用阵增益后时反镜性能改善明显。对四元阵海试数据时间反转镜分析处理结果表明:该方法能实现目标被动定位,且对10公里处静止目标其水平定位误差仅为15%。但该方法运算量太大,很难实现实时运算,因此,其工程应用还有许多问题待解决。  相似文献   

10.
基于虚拟时间反转镜的短基线定位研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
李壮  乔钢  王健培  孙宗鑫 《应用声学》2012,31(4):256-261
海洋的多途效应是影响水声定位信号检测性能的主要因素。为了满足信号检测中的某种"最佳"准则,克服海洋水声信道的多途效应,本文基于信道的匹配滤波器-时间反转镜技术,提出虚拟时间反转结合匹配滤波器构造信号处理接收机的方法。通过计算机仿真和实验数据处理表明,经过基于虚拟时间反转处理的匹配滤波(TR-MF)接收机性能优于传统的匹配滤波(MF)接收机,并且将该技术应用在短基线水声定位系统中,提高了时延估计分辨力,改善了定位精度。  相似文献   

11.
Using the time reversal(TR)-reverse time migration(RTM) mixed method, the numerical analysis towards the acoustic field for detection and location of targets in layered media is performed. First the approaches and steps of the numerical analysis and simulation for acoustic field are proposed, then, the acoustic field distribution of single target and multiple targets are further computed by using the approaches of single emission-multiple receiving and multiple emission-multiple receiving. The numerical simulation results indicate that target detection and location can be well realized. By comparison, good results are obtained from the both two approaches, but large time-consuming is observed in way of multiple emission-multiple receiving, and so would be unacceptable. Additionally, the improved way is also proposed for multiple target detection.  相似文献   

12.
Targets in layered media can be detected and located using a time reversal(TR)-reversed-time migration(RTM) mixed method.In this study, this single emission-multiple receiving method is tested experimentally by using two types of layered media and three types of targets. The signal reflected at the interface and the signal scattered by the target are measured by each receiver to obtain the travel time for several transmitter-receiver pairs. Thereafter, the amplitude ratio between the two measured signals is compared with the theoretical amplitude. The RTM process involves the convolution of the forward acoustic beam from the source with the backward acoustic beam from the receiver which adds an appropriate delay determined on the measured travel time data. By using this approach, the acoustic field distribution can be obtained, and the position of the target can be determined.Moreover, the measured positions of the target are compared with the actual position to validate the accuracy of this technique.  相似文献   

13.
The iterative time reversal processing represents a high speed and easy way to self-focus on the strongest scatterer in a multitarget medium. However, finding weaker scatterers is a more difficult task that can be solved by computing the eigenvalue and eigenvector decomposition of the time reversal operator, the so-called DORT method. Nevertheless, as it requires the measurement of the complete interelements response matrix and time-consuming computation, the separation of multiple targets may not be achieved in real time. In this study, a new real time technique is proposed for multitarget selective focusing that does not require the experimental acquisition of the time reversal operator. This technique achieves the operator decomposition using a particular sequence of filtered waves propagation instead of computational power. Due to its simplicity of implementation, this iterative process can be achieved in real time. This high speed selective focusing is experimentally demonstrated by detecting targets through a heterogeneous medium and in a speckle environment. A theoretical analysis compares this technique to the DORT formalism.  相似文献   

14.
This paper presents an imaging method for the localization of the impact point in complex anisotropic structures with diffuse field conditions, using only one passive transducer. The proposed technique is based on the reciprocal time reversal approach (inverse filtering) applied to a number of waveforms stored into a database containing the experimental Green's function of the structure. Unlike most acoustic emission monitoring systems, the present method exploits the benefits of multiple scattering, mode conversion, and boundaries reflections to achieve the focusing of the source with high resolution. Compared to a standard time reversal approach, the optimal refocusing of the back propagated wave field at the impact point is accomplished through a "virtual" imaging process. The robustness of the inverse filtering technique is experimentally demonstrated on a dissipative stiffened composite panel and the source position can be retrieved with a high level of accuracy in any position of the structure. Its very simple configuration and minimal processing requirements make this method a valid alternative to the conventional imaging Structural Health Monitoring systems for the acoustic emission source localization.  相似文献   

15.
用时间反转法在水下波导介质中实现自适应聚焦的研究   总被引:12,自引:6,他引:12  
研究了水下波导中声波时间反转自适应聚焦问题,分别在半无界流体介质和置于半无界刚性固体之上的流体层中开展了时间反转法的理论和实验研究工作。理论上采用射线近似方法分析了时间反转声场特性,实验上在实验室内开展了水下波导的超声模拟实验。理论和实验证明,聚焦增益可以提高12 dB以上。  相似文献   

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