一种基于传声器阵列的多弹丸作用情况判定系统及方法

发布时间：2022-01-26 06:57

　　针对常规兵器试验及部队演习过程中地面多弹丸作用情况判定难题,提出了一种采用传声器阵列测量仪器采集声波,采用时域分段和空域滤波分解爆炸声波判定多弹丸作用情况的技术。首先,根据传感器阵孔径在时域上分割信号,将包含较多爆炸声信号的声波数据分割为多段只包含较少爆炸声波的数据;其次,运用传感器阵波达角估计技术获取各段信号中爆炸声的来向;再次,将信号通过空域滤波技术分解到相应的爆炸声波来波方向,每段信号即被分解为多个信号;最后,检测每个被分解的信号中爆炸声波个数,将其相加即为所有弹丸爆炸数量,据此实现弹丸作用情况判定。应用仿真实验和实弹试验验证了该方法的可行性和有效性,最后分析和探讨了方法使用条件问题。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(36)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

某4连发弹丸声波信号

图1 某4连发弹丸声波信号根据空间关系:对于传声器C先有A的声波再有B的声波;对于传声器D则相反。如果没有信号时序混乱问题,可以在不同位置布设多个传声器,根据波达时刻直接计算弹丸爆炸点位置,从而有益于判断弹丸爆炸数量,时序混乱致使问题进一步复杂。

基于传声器阵列的多弹丸作用情况判定系统组成及布站如图3所示。该系统包括1个测试分站和1个中心站。测试分站由4个或4个以上传声器、同步数据采集卡、工控机、无线网桥等组成。中心站由计算机、无线网桥等组成。由于爆炸声信号强烈,所以选择灵敏度相对较低、动态范围上限较高的传声器,否则信号可能失真,影响信号处理与分辨;同步数据采集卡采集位数要求≥24位,每路采集频率≥10 kHz,这些主要都是为了信号能有一个较好的分辨率。测试设备布站方法:在理论落区一侧布置测试分站,测试分站传声器均匀布置成规则形状。鉴于靶场立靶弹着点声学测量系统多为“一”字形布设,考虑到测试设备的通用性问题,此处仍然可以沿用“一”字形布阵,传声器间距d一般在1～20 m。数据仿真和实验表明:当爆炸区域在传声器阵一侧,并且距离传声器阵超过100 m时,“一”字形、四边形、五边形……圆形以及立体布阵均能较好地实现爆炸信号分辨;当爆炸弹丸不在传声器阵一侧时,“一”字形不易区分,其他布阵方法有效。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3610035