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內(nèi)容簡介:　　《傳感器陣列超指向性原理及應(yīng)用》系統(tǒng)地介紹傳感器陣列尤其是聲學(xué)傳感器陣列的超指向性原理、方法及其應(yīng)用。《傳感器陣列超指向性原理及應(yīng)用》共7章，主要講述相位模態(tài)域、特征波束分解與綜合、Gram-Schmidt模態(tài)波束分解與綜合和波束圖綜合等超指向性原理和方法，推導(dǎo)出一些解析閉式解，并對大部分理論給出對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。《傳感器陣列超指向性原理及應(yīng)用》主要以作者所在課題組多年來針對超指向性問題的研究成果為基礎(chǔ)，納入了作者近年來在國內(nèi)外重要期刊和會議上發(fā)表的論文，同時(shí)也參考了少量其他課題組的研究成果。

作者簡介:

目錄:目錄 
自序 
前言 
第1章 緒論 1 
1.1 研究背景及意義 1 
1.2 研究歷史及現(xiàn)狀 3 
1.2.1 超指向性的提出和早期研究 3 
1.2.2 超指向性存在的問題和現(xiàn)有的解決途徑 4 
1.2.3 現(xiàn)有超指向性方法的分類 10 
1.3 本書的結(jié)構(gòu) 13 
第2章 背景知識及超指向性概述 15 
2.1 背景知識 15 
2.1.1 任意結(jié)構(gòu)的陣列 15 
2.1.2 信號場模型 16 
2.1.3 噪聲場模型 18 
2.1.4 陣列接收數(shù)據(jù)模型 22 
2.1.5 波束形成 22 
2.2 超指向性的概念 28 
2.2.1 超指向性的一般原理 29 
2.2.2 超指向性和超增益的區(qū)別與聯(lián)系 31 
2.2.3 超指向性方法與常規(guī)方法的比較 31 
2.3 常見的超指向性方法 32 
2.3.1 對角加載方法 33 
2.3.2 白噪聲增益約束方法 33 
2.3.3 多約束優(yōu)化方法 34 
2.3.4 統(tǒng)計(jì)類方法 34 
2.3.5 矢量傳感器與差分陣列技術(shù) 35 
2.4 本章小結(jié) 37 
第3章 圓環(huán)形陣列相位模態(tài)域超指向性理論 39 
3.1 聲場建模 40 
3.1.1 球體表面圓環(huán)陣 40 
3.1.2 柱體表面圓環(huán)陣 43 
3.1.3 任意障板表面圓環(huán)陣 46 
3.2 圓環(huán)形陣列相位模態(tài)域波束形成的基本原理 47 
3.2.1 特征波束形成器和模態(tài)波束形成器 47 
3.2.2 球體表面圓環(huán)陣 49 
3.2.3 柱體表面圓環(huán)陣 51 
3.2.4 任意障板表面圓環(huán)陣 54 
3.3 間接相位模態(tài)域波束形成 56 
3.3.1 幾種典型的間接相位模態(tài)域方法 56 
3.3.2 球體表面圓環(huán)陣間接相位模態(tài)域波束形成 58 
3.3.3 柱體表面圓環(huán)陣間接相位模態(tài)域波束形成 63 
3.3.4 任意障板表面圓環(huán)陣間接相位模態(tài)域波束形成 65 
3.4 直接相位模態(tài)域波束形成 67 
3.4.1 指向性因子計(jì)算模型 67 
3.4.2 相位模態(tài)域直接優(yōu)化方法的一般形式 68 
3.4.3 球體表面圓環(huán)陣直接相位模態(tài)域波束形成 70 
3.4.4 柱體表面圓環(huán)陣直接相位模態(tài)域波束形成 78 
3.4.5 任意障板表面圓環(huán)陣直接相位模態(tài)域波束形成 86 
3.5 本章小結(jié) 88 
第4章 球形陣列相位模態(tài)域超指向性理論 90 
4.1 聲場建模 90 
4.2 球形陣列相位模態(tài)域波束形成的基本原理 92 
4.2.1 特征波束形成器的輸出 92 
4.2.2 球體的空間采樣 94 
4.2.3 模態(tài)波束形成器 101 
4.3 相位模態(tài)域波束形成 105 
4.3.1 波束設(shè)計(jì) 105 
4.3.2 誤差分析 111 
4.4 本章小結(jié) 117 
第5章 特征波束分解與綜合超指向性理論 118 
5.1 最優(yōu)解的形式 118 
5.1.1 高階超指向性解的基本形式 118 
5.1.2 障板的影響 122 
5.1.3 特征波束分解與綜合超指向性解的解釋 124 
5.1.4 對于穩(wěn)健性的討論 125 
5.1.5 實(shí)際指向性因子 126 
5.2 最大指向性因子與最優(yōu)波束的極限表達(dá)式 128 
5.2.1 理想圓環(huán)陣的最優(yōu)指向性因子 128 
5.2.2 極限表達(dá)式的推導(dǎo) 130 
5.3 仿真結(jié)果 134 
5.3.1 理想圓環(huán)陣超指向性隨半徑波長比的變化關(guān)系 134 
5.3.2 誤差敏感度函數(shù)與指向性因子 136 
5.3.3 與CBF方法和MVDR方法的比較 139 
5.3.4 與對角加載類方法的比較 140 
5.3.5 與相位模態(tài)域方法的比較 141 
5.3.6 理論波束圖 142 
5.3.7 實(shí)際波束圖 148 
5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 150 
5.4.1 實(shí)驗(yàn)描述 150 
5.4.2 具有最優(yōu)指向性因子的超指向性波束圖 150 
5.4.3 具有旁瓣約束的超指向性波束圖 154 
5.5 本章小結(jié) 158 
第6章 Gram-Schmidt模態(tài)波束分解與綜合超指向性理論 160 6.1 理論形式 160 
6.1.1 最優(yōu)權(quán)值向量的矩陣表示 160 
6.1.2 GS模態(tài)波束分解與綜合 163 
6.1.3 實(shí)際指向性因子 164 
6.2 設(shè)計(jì)實(shí)例 166 
6.2.1 直線陣 166 
6.2.2 圓環(huán)陣 171 
6.2.3 “V”形陣 173 
6.3 與其他方法的比較 175 
6.3.1 與CBF方法和MVDR方法的比較 175 
6.3.2 與對角加載類方法的比較 177 
6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 178 
6.5 本章小結(jié) 180 
第7章 波束圖綜合超指向性理論 182 
7.1 特征分解方法的理論解 183 
7.1.1 基本形式 183 
7.1.2 最優(yōu)超指向性波束形成 185 
7.1.3 頻率不變響應(yīng)波束形成 186 
7.1.4 具有偶數(shù)個(gè)陣元的聲透明圓環(huán)陣解的形式 187 
7.1.5 聲透明圓環(huán)陣的仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 188 
7.1.6 障板表面圓環(huán)陣 191 
7.2 基于實(shí)測陣列流形的數(shù)值方法 195 
7.2.1 棱柱體表面圓環(huán)陣 195 
7.2.2 共形矢量陣 203 
7.3 本章小結(jié) 210 
附錄A 圓環(huán)陣最大指向性因子和最優(yōu)波束理論極限表達(dá)式的推導(dǎo) 212 
A.1 三維空間各向同性均勻噪聲場 212 
A.2 二維空間各向同性均勻噪聲場 218 
附錄B 具有偶數(shù)個(gè)陣元的聲透明圓環(huán)陣對稱關(guān)系式的證明 221 
附錄C 水聽器基陣陣列流形的邊界元計(jì)算 223 
C.1 基于邊界元法求解基陣陣列流形的計(jì)算模型 223 
C.2 邊界元計(jì)算軟件SYSNOISE簡介 225 
參考文獻(xiàn) 227 
索引 239 
《現(xiàn)代聲學(xué)科學(xué)與技術(shù)叢書》已出版書目 241