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堡！丝＝堑实验技术与管理第２４卷第１期２００７年１月
ＣＮｌｌ一２０３４／ＴＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＶｏ１．２４Ｎｏ．１Ｊａｎ．２００７
基于超声波的方向角测量方案研究
陈庭勋，王建行
（浙江海洋学院工程学院，浙江舟山３１６００４）
摘要：用超声波确定方向是一种自然现象，其测向的原理实质是由接收器间声波信号的相位差确定。依
据实验效果，该文提出了用两个接收器提取信号相位差并进行角度指示的方案，讨论了模拟信号处理中的
些技术问题。这一方案特别适用于小型运动物体方向角的动态测量和自动跟踪装置。
一
关键词：方向角；超声波；鉴相
中圈分类号：ＴＢ５５９文献标识码：Ａ文章编号：１００２－４９５６（２００７）０ｌ一００４１－０５
Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆａｚｉｍｕｔｈｇｏｎｉｏｍｅｔｒｙａｔｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ
ＣＨＥＮＴｉｎｇ－ｘｕｎ，ＷＡＮＧＪｉａｎ—ｘｉｎｇ
（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＺｈｅｊｉａｎｇＯｃｅａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｏｕｓｈａｎ３１６００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ．Ｕｓｉｎｇｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｗａｖｅｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｉｓｏｎｅｋｉｎｄｏｆｎａｔｕｒａｌｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ，Ｉｔｓｐｒｉｎｅｉｐｌｅｉｓｅｓ—
ｓｅｎｃｅｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｐｈａｓｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｌｌｅｓｏｕｎｄｗａｖｅｏｆ山ｅｒｅｃｅｉｖｅｒｓ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄａｓｃｈｅｍｅ
ｗｈｉｃｈｕｓｅｄｔｗｏｒｅｃｅｉｖｅｒｓｔｏｗｉｔｈｄｒａｗｔｈｅｓｉｇｎａｌｐｈａｓｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｔｏｃａｒｒｙｏｎｔｈｅｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｎｇｌｅ，ａｎｄｄｉｓ—
ｃｕｓｓｅｄ８ｏｍｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｑｕｅｓｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏａｎａｌｆｏｇｓｉｎｇａｌｓ．Ｔｈｉｓｐｌａｎｉｓｓｐｅｃｉａｌｌｙｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｄｙｎａｍｉｃｍｅａｓ—
ｕｒｅｍｅｎｔａｓｎｄｈｔｅａｕｔｏｍａｔｉｃｔｒａｃｋｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓｏｆｄｉｅｒｃｔｉｏｎｏｆｎａｓｌｅｏｆｓｎｌａｌｌｍｏｖｉｎｇｏｂｊｅｃｔｓ，
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｚｉｍｕｈｔ；ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ；ｐｈａｓｅｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，
对于体积小且处于不断随机运动中的物体，用检测出两个接收器上获得的信号相位差值，就可以
传统的光学法、无线电测向法要迅速自动地确定其确定声源与探测器正方向的夹角Ｏ／。
所处方向的难度较大，尤其是精确定位更难。利用如图ｌ所示，用两个平行放置的接收器接收超
无线电系统进行测量的技术，超高频信号在电路处声波信号。
理中相位难控制，中低频无线电的波长较长，测量
的精度也不可能很高，而采用超声波技术进行测。
量，由于具有较短的波长，测量装置的体积可以做
得很小，且有利于提高测量的准确性。
利用超声定位在自然界，尤其是在生物界应用
很广，以海豚、
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