[发明专利]一种双矢量传感器声探头超指向性波束图设计方法

权利要求书

1.一种双矢量传感器声探头超指向性波束图设计方法，其特征在于：以两个包含一个声压通道和一个振速通道的单个矢量传感器构成声探头，波束图设计步骤如下：

步骤1：给定一般化期望波束图权值系数

B_d(θ)＝α₀P₀(cosθ)+α₁P₁(cosθ)+α₂P₂(cosθ)+α₃P₃(cosθ)

其中：P_n(cosθ)为第n阶勒让德函数，θ为入射平面波的俯仰角；所述α_n为给定的期望指向性图权值系数，其值为实数且满足

步骤2：计算双矢量传感器声探头的权值系数ω₀，ω₁，ω₂和ω₃

所述：

其中β＝π；

ρ_pp,0＝1，ρ_pp,1＝j₀(kd)，ρ_pr,0＝0＝ρ_rp,0，ρ_pr,1＝-ij₁(kd)＝-ρ_rp,1，

其中：k＝2π/λ为波数，λ为信号波长，a为两矢量传感器之间距离d的一半，j_n(·)为第一类n阶球形贝塞尔函数，(·)′表示求导，上标“*”表示求共轭，

步骤3：计算双矢量传感器声探头的指向性图

将步骤2的权值系数代入下式，即得到双矢量传感器声探头的指向性图B(θ)：

其中：p₀和p₁分别是矢量传感器中两个声压通道接收到的归一化声压信号，表达式分别为p₀(θ)＝exp(ikacosθ)和p₁(θ)＝exp(-ikacosθ)；v₀和v₁分别为矢量传感器中两个振速通道接收到的归一化振速信号，表达式分别为v₀(θ)＝cosθexp(ikacosθ)和v₁(θ)＝-cosθexp(-ikacosθ)。