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菲涅尔近场测量线列阵阵元相位一致性 (721厂郑进鸿) 摘 要 线列阵阵元相位一致性蔫量·是多年来研究的课题．目前仍然在进行各种方法的研究和比较．常用的蛀列阵远墒距^ 较远-丰文提出～种菲涅尔近塌的测量方法．给出了球面波修正的数学方法．估计了测量的不确定度． I．序言 线列阵阵元灵敏度和相位一致性是决定基阵披束形成的重要参数，在基阵上的阵元相位一致性的测量一直 足在研究的课题。已经颁布的国家标准。东听器相位一致性测量”ll】仅适用于单个阵面水昕器．而实际上 要有实用意义是阵上阵元的参数t因为阵上的阵元由于辟板和声结构等衍射作用以及位置误差的影响。阵元 在阵上和单独两种状态的相位值可能会有不同。 基阵上阵元相位一致性的测量方法，已有几种方法f2】p】。Lyl髂12】和曹承伟【3】两种方法测量在近场进行， 为了要保证测量的精度，都必须要有专用的精密测量夹具和测量结构，才能使测量能可靠进行．本文提出另 一种我们研究的在球面波声场进行的测量方法，不需要专用的精密剥置夹，也不需要精密的方位定向．测量 距离也是在近场，但严格地说，是在整阵的菲涅尔近场区，又是在阵元的夫郎和菲远场区．因此．测量距离 仍是在很近的距离，不需要太的开阔水域．本文对实验的测置精度进行了分析．可以达到3~4度．因此满 足测量要求。测量的信号形式可以用扫频连续波或者脉冲被，数据处理须用计算机处理。其处理方法尾矩阵 运算．因此十分简清明了。 乍，[·每耐8÷础] 2 r，一，=一工，sin口+芒Lcos19一一一一一(2) Z， 则第i个基，c处的声波阵面与基阵中心(参考)的声波阵面的相位差 妒，=蜥，s；n占+等…z占一一-(3) 式(3)的第一项为’F面波的相位差。第二次为球面波的修征 则祉第i个罄几l：作用的声压和第1个基庀的灵敏度复数表式分别为 ，，=』P，le一，和M，=IM，p，≯ 当媾阵I：再基冗在接收点声源的声波时，其输出端的开路电压日为 g．=lM．1e∥如，k坤一IM，}Ip．丸岬¨…一(4)t 式中：毋f．为第i个基J亡丰fl对某参考基元(可班指定为基阵中心点基元)的相位羞，我们称为相位一致性． 谚·足声波作用在第i个基元位置与中心基准基元位置的声程差引起的相位差，它包括平面波方向茬 和球面波修正两项。 实际L，测量到的相对参考基丸的相位差嘶为基元古I位一致矿，与声程差倒两项之和 ∥。=妒，+妒，一一一一一一一一一(5) 嘶日一j：直L 5)呈频率的函数，测苴采集的频率点乔．为便于数据表选和数据处理，我们可以把测量 的栩位兰表Ⅱi为矩阵形式： f y j f，2 妒j．n 咿渺 j 妒22 {f，2 矿 Il 一一一一(6) ： ● 缈 m 矿m2 y。 行袭永为间一基元的不同频率点J，列表示为不同基厄号u。 n j=l……m共m个基元数，j=I…共n个采集频率点数。 帆产为第i个媾正，第』个频率点的测到的相位差值．我们的任务是如何用统计的方法来处理(6) 式和求解(5)式。 2．1频域的随帆误差处理 因为妒。姒是线f生关系在测量值有随机误差时，首先妒。对‘进行线性拟台 ’ =imercept(f,，y)+siepe(．厂，，y口)…f 一…一一一—(7)