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Localização de fontes acústicas com um Vector Sensor Array
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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.
Description
Dissertação de mest., Engenharia Eléctrica e Electrónica (Tecnologias da Informação e Telecomunicações), Instituto Superior de Engenharia, Univ. do Algarve, 2011
Keywords
Acústica submarina Matched Field Processing Antenas de sensores vectoriais Beamforming Localização