Localização de fontes acústicas com um Vector Sensor Array

Abstract

Tradicionalmente, os sistemas de aquisição de dados utilizados na acústica submarina são constituídos por antenas lineares de hidrofones, os quais medem a pressão acústica, sendo esta uma grandeza escalar. Em aplicações típicas de sonar, alguns sistemas têm sido concebidos utilizando antenas de sensores vectoriais (“Vector Sensor Array”-VSA), os quais, além da pressão acústica medida pelos tradicionais hidrofones medem a velocidade das partículas sobre três eixos ortogonais. Uma vantagem dos sensores vectoriais é a sua capacidade de filtragem espacial intrínseca, permitindo a resolução da ambiguidade esquerda-direita inerente às antenas lineares de hidrofones. A partir da campanha MakaiEx’05, demonstrou-se com dados reais que uma antena com poucos sensores, no caso quatro, permite estimar a direcção de chegada (azimute e elevação) de sinais em várias bandas de frequência. Pode-se então conjecturar que utilizando uma antena de sensores vectoriais e aplicando métodos de “Match Field Processing” se consiga obter uma localização tridimensional de uma fonte acústica onde, para além do azimute, se determine a distância e a profundidade. No presente trabalho, estuda-se a aplicação desse conceito à localização tridimensional do ruído de um navio, aplicado aos dados da referida campanha MakaiEx’05. Uma vez que a localização da fonte é conseguida com antenas de poucos elementos, este tipo de sistemas poderá ser indicado para diferentes aplicações onde seja requisito a utilização de sistemas compactos, por exemplo em AUVs (Autonomous Underwater Vehicle) ou outras pequenas plataformas móveis.