[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

摘要

本发明涉及一种双矢量传感器声探头超指向性波束图设计方法，以双矢量传感器为基础，每个单个矢量传感器包含一个声压通道和一个振速通道。利用两个这样的矢量传感器构成声探头；利用勒让德函数，将期望指向性图表示成一般形式，双矢量传感器声探头的权值系数可表示成一般化期望指向性图权值系数的解析函数形式，通过改变一般化期望指向性图的权值系数可以得到不同的具有超指向性的声探头波束图。本发明公开的方法设计出的声探头波束图的指向性大于文献1、2、3公开的方法设计出的声探头波束图的指向性。可根据实际需求设计不同的声探头波束图，比文献1和2公开的方法更灵活。

主权项

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Bd(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)。