一种基于声子晶体传感的水下声源定位系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于声子晶体传感的水下声源定位系统及方法，包括传感模块、信息采集模块以及声源定位模块；入射声波先与传感模块作用，再由信息采集模块接收透射波的声信号并将其传至声源定位模块。传感模块中利用旋转器控制声子晶体旋转，由水听器将声子晶体透射波的压力信号转化为电信号。当声源定位模块中程序控制终端显示由信息采集模块所采集的声信号幅度为零时，判断入射声波与声子晶体表面呈49°夹角，由此确定声源相对于声子晶体平面的方位，再结合声子晶体旋转的角度，可确定声源相对于固定参考系的方位；根据两个布放在不同位置的传感模块得到两个方位，再结合两个传感模块之间的距离，运用反演算法，确定二维平面内声源的具体位置。

【技术实现步骤摘要】
一种基于声子晶体传感的水下声源定位系统及方法
本专利技术涉及水声探测领域，具体涉及一种基于声子晶体传感的水下声源定位系统及方法。
技术介绍
声波作为水下能量和信息输送的最有效手段，被广泛应用于远距离的水声通信或水下目标探测。利用接收到的声信息，在军事上，可感知并发现敌方声学目标所在方位；在海洋应用上，可以对鲸豚等水生生物进行实时跟踪与监控。目前，水下声源的定位方法中相控阵技术较为成熟且应用最为广泛，其基本原理是基于时延估计技术，通过测量声波到达各阵元的相对时延，来估计目标的距离和方位。该方法需借助较多的阵元数并结合复杂算法来提高探测精度，具有高功耗、体积庞大等缺点。近年来，弹性波在声学超材料中异常传播的特性引起了国内外学者的广泛关注，越来越多的研究倾向于以声学超材料为基础设计声学传感器件，并应用在不同的传感领域。倘若能够利用声学超材料的异常声信息传输特性，构造新型声传感元件，将有望改善传统相控阵技术的不足，为声源探测提供一种新的设计思路。一维流固型声子晶体是最简单的一类声学超材料，其具有结构简单、易于构造、便于实时调控等优良特性。近年来，研究人员发现了其固有的超低频声禁带，该禁带对声本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于声子晶体传感的水下声源定位系统，其特征在于，包括：两个或以上传感模块、信息采集模块以及声源定位模块；所述传感模块、所述信息采集模块以及所述声源定位模块依次相连；所述传感模块能够实时跟踪检测水下声波信号，根据声波不同的接收角度输出不同的信号，并将该输出信号通过信息采集模块发送给声源定位模块；所述声源定位模块根据该输出信号以及结合传感模块的位置和方向信息计算得到声源的位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于声子晶体传感的水下声源定位系统，其特征在于，包括：两个或以上传感模块、信息采集模块以及声源定位模块；所述传感模块、所述信息采集模块以及所述声源定位模块依次相连；所述传感模块能够实时跟踪检测水下声波信号，根据声波不同的接收角度输出不同的信号，并将该输出信号通过信息采集模块发送给声源定位模块；所述声源定位模块根据该输出信号以及结合传感模块的位置和方向信息计算得到声源的位置。2.根据权利要求1所述的基于声子晶体传感的水下声源定位系统，其特征在于，所述传感模块包括旋转器、声子晶体以及水听器(3)；所述旋转器能够控制所述声子晶体旋转；所述水听器能够将声子晶体的透射波压力信号转换为电信号，所述电信号被所述信息采集模块采集。3.根据权利要求2所述的基于声子晶体传感的水下声源定位系统，其特征在于，所述声子晶体由若干层PMMA板和水交替排列构成。4.根据权利要求3所述的基于声子晶体传感的水下声源定位系统，其特征在于，所述声子晶体优选由4层PMMA板(1)和水(2)交替排列构成。5.根据权利要求4所述的基于声子晶体传感的水下声源定位系统，其特征在于，所述声子晶体在入射声波与声子晶体的表面成49°夹角时能够输出幅度为零的信号。6.根据权利要求1所述的基于声子晶体传感的水下声源定位系统，其特征在于，所述声源定位模块的控制终端显示由信号采集模块所采集的声信号幅度为零时，得出入射声波与声子晶体表面呈49°夹角，再结合声子晶体旋转的角度，即可确定声源相对于固定参考系的方位；根据两个布放在不同位...

【专利技术属性】
技术研发人员：张赛，胡光华，许伯强，商德江，肖妍，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32