基于广义相关时延算法的被动声源定位技术, 其定位精度随着声源信号信噪比的降低而大幅下降, 且易受噪声和混响等因素影响。针对此问题, 该文提出了一种改进的二次相关时延算法, 该算法引入了最小均方差(LMS)自适应滤波器作为前端处理以获得高质量的信号, 并将信噪比作为控制参数对二次相关函数进行高次方运算, 使二次相关函数峰值锐化, 以提高当前广义二次相关算法的精度和鲁棒性。通过MATLAB进行不同信噪比环境下实验仿真, 结果表明, 该改进算法在低信噪比环境下能获得更精确的时延估计, 进而有效提高了声源定位精度。

由于硅通孔互连(Through Silicon Via,TSV)三维封装内部缺陷深藏于器件及封装内部,采用常规方法很难检测。然而TSV三维封装缺陷在热-电激励的情况下可表现出规则性的外在特征,因此可以通过识别这些外在特征达到对TSV三维封装内部缺陷进行检测的目的。文章利用理论与有限元仿真相结合,对比了正常TSV与典型缺陷TSV的温度分布,发现了可供缺陷识别的显著差异。分析结果表明,在三种典型缺陷中,含缝隙TSV与正常TSV温度分布差异最小; 其次为底部空洞TSV,差异最大的为填充缺失TSV。由此可知,通过检测热-电耦合激励下的TSV封装外部温度特征,可实现TSV三维封装互连结构内部缺陷诊断与定位。

声纳系统是水下**装备的重要组成部分, 其发展趋向隐蔽性、小型化。文章提出了一种基于小型化三元阵列式微机电系统(MEMS)水听器的被动定位系统。首先, 设计了一种三元阵列式MEMS水听器, 即在同一芯片上集成三个不同角度偏差的MEMS矢量敏感单元; 其次, 在充分分析水听器工作原理的基础上建立了阵列式水听器的定位模型, 并通过仿真验证了其设计的合理性; 最后, 以STM32单片机为控制核心设计了阵列式MEMS水听器的信号处理与目标定位系统。这种三元阵列式MEMS水听器在仿真定位中展现了良好的定位精度, 充分证明了本系统设计的正确性及实用性。

针对水听器的频响曲线会在透声帽谐振频率处出现共振峰, 使水听器频响曲线失真, 工作频带变窄等问题。本文考虑水听器的工作环境, 通过研究流体-结构相互作用对透声帽谐振频率进行了分析。首先理论分析流体对结构模态频率的影响, 分析显示在流体作用下透声帽谐振频率会降低。然后利用LMS Virtual.lab Acoustics有限元软件对空气中和液体中的MEMS矢量水听器芯片和透声帽进行了模态分析; 并利用振动平台和驻波管对有否进行透声帽封装的MEMS矢量水听器进行了测试以验证上述分析。验证结果显示: 透声帽在水中的实际一阶谐振频率为550 Hz, 与仿真结果非常吻合, 表明该谐振频率可使水听器工作频带变窄。实验结果表明: 对水听器中透声帽的流固耦合模态分析非常必要, 通过准确地获得透声帽在实际状态下的固有频率并预测水听器的接收频响特性, 可为改进封装结构提供理论依据, 为进一步优化水听器奠定基础。