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研究生:楊文彰
研究生(外文):Wen Jang Yang
論文名稱:應用水中感音器陣列估測聲源二維方向
論文名稱(外文):Two-Dimensional Bearing Estimation Using Hydrophone Arrays
指導教授:呂福生
指導教授(外文):Fwu Sheng Leu
學位類別:碩士
校院名稱:國立海洋大學
系所名稱:電子工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1993
畢業學年度:81
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:感音器陣列二維方向
外文關鍵詞:Hydrophone ArraysTwo-Dimensional Bearing Estimation
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一維線性感音器陣列只能解析信號與陣列在同一平面的信號入射角度,但
實際上,入射信號並不一定都在同一個平面,為了解決這個問題,便發展
出以兩條平行線性陣列來解析信號在三度空間中的方向角度。基本上,它
結合了MUSIC與ESPRIT兩個法則,以MUSIC法搜尋信號在X軸方向上的角度
,利用ESPRIT法則,一陣列與另一陣列有Y軸方向上的平移關係來解出Y軸
上的信號入射角度。我們為了避免用MUSIC法作角度搜尋較花費時間的困
擾,便改良原法先用Root-MUSIC法直接解出信號在X軸方向上的角度,再
進行與Y軸角度作角度配對,以得到正確的角度組合。另我們亦將原法的
窄頻信號源處理方法推廣至寬頻信號源,引用寬頻信號的前置處理技巧
CSS法與SPRE法,將寬頻信號轉換成類似窄頻信號的形式後,再以原法處
理窄頻信號源的方式來處理。此外,我們討論了以互相垂直的線性陣列來
解決信號的二維方向判定問題,先各以X軸﹑Y軸方向上的一維線性陣列,
解出諸個信號在X軸﹑Y軸上的入射角度,再作角度配對的處理。為了印證
法則,我們除了電腦模擬外,並實際於水槽及無響室中做實驗以驗證法則
的正確性與可行性。
A linear array can only identify the incident angles of
radiated sources which are coplanar with the array. However,
the signal sources may not always be on the same plane as the
array laid. Simple algorithms for estimating direction of
arrival (DOA) of signal sources positioned in three dimensions
can be obtained by taking advantage of two linear arrays. In
this thesis, techniques of two-dimensional (2D) bearing
estmation of underwater signal sources using linear hydrophone
arrays are studied. For narrow-band emitter signals, a method
of 2D-DOA estimation, which combines the MUSIC and ESPRIT
algorithms, is discussed first. We use MUSIC method to estimate
the DOA in X- axis, and then use ESPRIT method to get the
arriving angle of signal in Y-axis. To avoid the time-consuming
angle searching work in the original MUSIC method, the Root-
MUSIC method is used instead. The DOA estimation algorithm is
also extended to the processing for wide-band signals. The
coherent signal subspace (CSS) and spatial resampling (SPRE)
methods are used to get proper transformations for wide-band
signals in frequency domain . After transformation, the DOA
equations of wide-band signal and narrow-band signal are
analogous with each other. Therefore, the DOA estimation method
for narrow-band signals can be adopted in estimating processes
for wide-band signals. In the derivation of estimation
algorithms, two parallel linear arrays as well as two
orthogonal linear arrays are employed. In addition to computer
simulations, experiments using hydrophone and microphone arrays
are conducted. The result show that the propsed algorithms are
feasible and efficient.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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