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矢量水聽器是繼標(biāo)量水聽器后的熱門研究課題

更新時(shí)間:2022-10-21 點(diǎn)擊次數(shù):1059
  矢量水聽器是接收換能器的一種。在國外,矢量水聽器是繼標(biāo)量水聽器后的熱門研究課題。矢量水聽器的研制工作最早始于20世紀(jì)40年代的美國,以美國學(xué)者50年代發(fā)表的有關(guān)使用慣性傳感器直接測量水中質(zhì)點(diǎn)振速的經(jīng)典論文為標(biāo)志,后來,相繼在蘇聯(lián)、英國、日本、法國逐步開展這方面的研究工作。
 
  水聲測量用傳感器的分類和作用
 
  在水聲領(lǐng)域,通常,將傳感器稱為換能器,接收換能器主要包括標(biāo)量傳感器和矢量傳感器, 也叫標(biāo)量水聽器和矢量水聽器。
 
  在聲場測量中,傳統(tǒng)的方法是采用標(biāo)量水聽器(聲壓水聽器),只能測量聲場中的標(biāo)量參數(shù),典型的標(biāo)量水聽器如B&K公司的810X 系列,常作為水聽器標(biāo)準(zhǔn)使用。矢量水聽器可測量聲場中的矢量參數(shù),它的應(yīng)用有助于獲得聲場的矢量信息,對聲納設(shè)備的功能擴(kuò)展具有極為關(guān)鍵的意義。
 
  在連續(xù)介質(zhì)中,任意一點(diǎn)附近的運(yùn)動狀態(tài)可用壓強(qiáng),密度及介質(zhì)運(yùn)動速度表述。聲場中不同地點(diǎn),這些物理量有不同的值,具有空變性,而且,對同一空間坐標(biāo)點(diǎn)這些量又是隨時(shí)間改變的,又具有時(shí)變性。
 
  因此,描述聲場的聲學(xué)量聲壓、質(zhì)點(diǎn)振速和壓縮量都是時(shí)間和空間的函數(shù)。在理想流體中,沒有切應(yīng)力,所以,聲壓為標(biāo)量,質(zhì)點(diǎn)振速為矢量。聲場所含豐富信息既包含在標(biāo)量參數(shù)中也包含在矢量參數(shù)中,在聲場測量過程中,僅測量聲壓參數(shù)是不夠的。
 
  同時(shí)測量標(biāo)量信息和矢量信息即聲壓和質(zhì)點(diǎn)振速才能獲得完整的聲場信息,這樣,才能有助于信號處理系統(tǒng)獲得更有價(jià)值的信息,并作出正確的判斷。
 
  例如:采用新型組合傳感器(聲壓和振速聯(lián)合)的聯(lián)合信息處理系統(tǒng)較傳統(tǒng)的單純聲壓信息處理系統(tǒng)具有良好的抗相干干擾能力和線譜檢測能力;
 
  采用單個(gè)小尺度的組合傳感器通過聯(lián)合信號處理,就可以進(jìn)行目標(biāo)方位的聲壓、振速聯(lián)合估計(jì),此外,從能量檢測的角度講,矢量水聽器的采用使系統(tǒng)的抗各向同性噪聲的能力獲得提高,并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場多目標(biāo)的識別等。
 
  矢量水聽器的研究工作受到極大重視。因此,包括矢量信息在內(nèi)的多信息檢測是聲納系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展趨勢,正越來越被各個(gè)大國所重視。

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