G - Physics – 01 – V
Patent
G - Physics
01
V
G01V 3/11 (2006.01) G01B 7/004 (2006.01) G01R 33/10 (2006.01) G01V 3/08 (2006.01) G01V 3/38 (2006.01)
Patent
CA 2115388
Dipole detection and localization systems and methods employing improved processing techniques. The first processing technique provides for higher spatial resolution by implementing maximum likelihood beamforming processing to detect and locate a dipole in a manner analogous to the processing of wave propagation phenomena. The high resolution technique is comprised of using data derived from an array of magnetic sensors that is arranged in the form of a vector of coefficients in lieu of a matrix. This vector can be either the magnetic field components or the Andersonfunction expansion coefficients and is used to form a dyadic matrix, to which a multiple of an identity matrix is added to prevent singularity. The second improvement uses more than three Anderson function expansions to achieve detection and localization of the dipole. The use of more than three Anderson functions more effectively normalizes out the noise dependence by providing better noise representations, and provides fordetection and localization of multipoles. The third improvement provides for multiple-pass multiple-target processing of data measured by the array of sensors. First, the location of the largest dipole in the field-space of the array is determined, and its moment and orientation are determined. The field due to a dipole at that location and orientation is then removed from the measurement data and the process is repeated. The field isremoved by subtracting out its contribution at each of the sensors in the array, and then estimating the location of the next largest dipole. Simulations have shown that this process provides the ability to resolve multiple dipoles, when applied as many times as is needed. Among other fields of use, the present invention has application in non-acoustic anti-submarine warfare applications.
Systèmes de détection et méthodes de localisation de doublet d'antenne employant des techniques de traitement améliorées. La première technique de traitement permet d'accroître le pouvoir séparateur dans l'espace par utilisation d'un traitement de mise en forme du faisceau à vraisemblance maximale pour détecter et localiser un doublet, selon un processus analogue au traitement du phénomène de propagation des ondes. Cette technique à haute résolution utilise des données provenant d'un réseau de capteurs magnétiques, lequel est configuré sous forme d'un vecteur de coefficients plutôt que d'une matrice. Ce vecteur est constitué soit de composantes de champ magnétique soit de coefficients d'expansion de la fonction d'Anderson, et il sert à la formation d'une matrice dyadique, à laquelle un multiple d'une matrice unité est ajouté pour prévenir la singularité. La deuxième amélioration emploie plus de trois expansions de fonctions d'Anderson afin de détecter et de localiser le doublet. L'utilisation de plus de trois fonctions d'Anderson permet de réduire plus efficacement la dépendance par rapport au bruit en fournissant de meilleures représentations du bruit et elle permet de détecter et de localiser des éléments multipolaires. La troisième amélioration permet le traitement multipassage et multicible des données recueillies par le réseau de capteurs. L'emplacement du plus grand doublet dans le champ-espace du réseau est d'abord déterminé, de même que son moment et son orientation. L'apport du champ généré par la présence d'un doublet à cet emplacement et dans cette orientation est ensuite éliminé des données recueillies et le procédé est répété. Cet apport est éliminé par soustraction de l'apport à chacun des capteurs du réseau, puis par estimation de l'emplacement du plus grand doublet suivant. Des simulations ont montré que ce procédé permet de résoudre des doublets multiples, lorsqu'il est appliqué aussi souvent que nécessaire. La présente invention peut aussi être employée notamment dans des applications relatives à la lutte anti-sous-marine non acoustique.
Hughes Aircraft Company
Sim & Mcburney
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1371224