Tecniche acustiche di inversione temporale e DOA con applicazione ...

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Indice Introduzione vi 1 Time Reversal 1 1.1 Introduzione e cenni storici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Time reversal di ultrasuoni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2.1 Tecniche di focalizzazione adattive . . . . . . . . . . . . 6 1.2.2 Time-Reversal approccio a filtro adattato . . . . . . . . . 8 1.3 Time reversal iterativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.4 Time reversal di onde elettromagnetiche . . . . . . . . . . . . . 14 2 Stima della direzione d’arrivo DOA 21 2.1 Introduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.2 MUSIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2.1 Modello basato sulla matrice di covarianza . . . . . . . . 23 2.2.2 Interpretazione geometrica . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.3 Algoritmo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.4 Implementazione del MUSIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 iii
INDICE iv 3 Stima DOA in parziale coerenza spaziale 34 3.1 Presenza di errori nel modello . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.2 Formulazione del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3 MUSIC con decorrelazione spaziale . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.4 Metodo di Paulraj-Kailath . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.4.1 Confronto MUSIC metodo Paulraj-Kailath . . . . . . . . 44 3.4.2 Applicazione Paulraj-Kailath al root MUSIC . . . . . . . 46 4 Time reversal: Analisi della convergenza 48 4.1 Operatore di Time reversal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.1.1 La matrice di trasferimento . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.1.2 Modello matematico del TR iterativo . . . . . . . . . . . 50 4.1.3 Operatore time-reversal per scatterer puntiformi . . . . . 52 4.2 Decomposizione dell’operatore di time reversal . . . . . . . . . . 54 4.2.1 Determinazione degli autovettori di K ∗ K . . . . . . . . . 55 4.3 Metodo D.O.R.T. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5 Time reversal e MUSIC 59 5.1 Introduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 5.2 Formulazione matematica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 5.2.1 Analisi matrice di Time-reversal . . . . . . . . . . . . . . 63 5.3 Implementazione Time-reversal MUSIC array passivo . . . . . . 66 5.4 Simulazioni effettuate in MATLAB . . . . . . . . . . . . . . . . 69 5.4.1 TR-MUSIC per segnali a banda stretta . . . . . . . . . . 70 5.4.2 TR-MUSIC su segnali UWB . . . . . . . . . . . . . . . . 72 5.5 Comportamento in presenza di rumore e disturbi frequenziali . . 74
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BIBLIOGRAFIA 82 [14] A.J. Devaney :
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