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《MEMS矢量水聽器陣列信號處理研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、14傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第1期MEMS矢量水聽器陣列信號處理研究樊姣榮一，王曉瑤，劉文怡，張國軍，關凌綱，王盼盼(1．中北大學儀器科學與動態(tài)測試教育部重點實驗室，山西太原030051；2．清華大學精密儀器與機械學系精密測試技術及儀器國家重點實驗室。北京100084)摘要：MEMS矢量水聽器是一種新型的水聲傳感器，對這種傳感器的原理進行了簡要介紹。為了驗證該MEMS矢量水聽器陣列的目標估計性能，進行了矢量陣的深海實驗研究，選取了MUSIC算法應用
2、于該MEMS矢量陣。實驗結果表明：在復雜海洋環(huán)境中，該MEMS矢量陣能夠?qū)崿F(xiàn)對目標的方位估計和水下運動目標的航跡跟蹤，從而驗證了該MEMS矢量水聽器成陣的可行性，為工程化應用奠定了基礎。關鍵詞：MEMS矢量陣列；MUSIC算法；信號處理中圖分類號：TB566文獻標識碼：A文章編號：1000-9787(2012)01-0014-03S~tudyOnsi"gnalprocessilngbased0nM?EMSvectorhydrophonearrayFANJiao—rong’，WANGXiao—yao，LIUWen-yi，ZHANGG
3、uo—jun，GUANLing-gang，WANGPan—pan(1．KeyLaboratoryofInstrumentationScience&DynamicMeasurement，MinistryofEducation，Taiyuan030051，China；2．StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasurementTechnologyandInstruments，DepartmentofPrecisionInstrumentationandMechanics，Beijing100084，China)
4、Abstract：MEMSvectorhydrophoneisanewtypeofunderwateracousticsensors．Itsprincipleisintroducedbriefly．Thedeep-seaexperimentalresearchisconductedinordertoverifytheperformanceoftargetestimationofMEMSvectorsensorarraybyusingMUSICalgorithm．Theexperimentalresultverifiestheeff
5、ectivenessofMEMSvectorsensorarray，itshowsthatthedirectionestimationandthetrackingofunderwatermovingtargetcanbeachievedbyusingtheMEMSvectorsensorarray．Itestablishesthetheoreticalfoundationforengineeringapplication．Keywords：MEMSvectorarray；MUSICalgorithm；signalprocessin
6、g0引言和對水下運動目標的可靠跟蹤能力，為MEMS矢量水聽器MEMS矢量水聽器是中北大學微米納米技術研究中心的工程化應用奠定了基礎。研制的一種新型的傳感器，該水聽器將MEMS技術、仿生1MEMS矢量水聽器介紹技術、水聲原理結合起來，具有體積小、一致性好、指向精度魚類依靠側(cè)線感知聲波和水流，側(cè)線中的纖毛隨水聲高等優(yōu)點，易于組陣，其陣列化不受二分之一波長限制，信號擺動，敏感細胞感知，實現(xiàn)聲目標的定向定位。以此為能夠滿足小孔徑、遠距離探測聲吶的發(fā)展需求，為水下目標原型，設計了微納結合的纖毛式MEMS矢量水聽器，其敏的探測、識別，定位以及
7、通信，特別是為潛艇等小體積水中感單元由四梁微結構和敏感柱體組成，如圖1所示，其中，航行體進行環(huán)境探測與目標跟蹤提供所需的關鍵器件。該柱體設計遵循聲學同振原則，采用光纖材料制成。其基與單矢量水聽器定向相比J，矢量陣信號處理具有靈本工作原理是用力敏電阻器代替纖毛周圍的感覺細活的波束控制、高信號增益、極強的抗干擾能力和超高的空胞，用光纖模擬纖毛，測量時，敏感柱體與傳播到周圍的聲間分辨能力等優(yōu)點。因此，矢量水聽器陣列方位估計的研信號振動諧振，弓l起敏感柱體底部質(zhì)量塊與懸臂梁產(chǎn)生相究有著重要的價值。本文在MEMS矢量水聽器和MUSIC應形變
8、，形變致使梁上的力敏電阻器阻值產(chǎn)生相應變化，從空間譜研究的基礎上，通過對矢量水聽器組陣的海試實驗而產(chǎn)生相應的電信號。MEMS矢量水聽器能夠檢測平面內(nèi)的研究，驗證了該MEMS矢量陣目標方位估計的優(yōu)良性能的2個方向的振速分量，從而可以實現(xiàn)目標方位估計，
