[发明专利]一种多谐振点传声器阵列及其布置方法

权利要求书

1.一种多谐振点传声器阵列，其特征在于，多谐振点传声器阵列至少采用两种谐振点、频率响应范围参数不同的传声器；该阵列按照传声器不同谐振点进行分类分组，至少包含两组传声器，每组个数不能少于三个，每组按照谐振点频率由低到高依次编号；传声器之间按照预设间距进行布置，多组传声器根据不同的预设间距交叉布置；传声器的预设间距通过改进免疫算法对其寻优，得到在阵列有限面积情况下，分辨率最高的布置方式和预设间距，根据不同传声器组之间不同的其布置方式和预设间距进行交叉布置，最终得到多谐振点传声器阵列；

其中，谐振点参数相同的传声器按照某一传声器阵列布置方式进行布置，谐振点参数不同的传声器组之间可以按照多种传声器布置方式进行组合布置。

2.根据权利要求1所述的一种多谐振点传声器阵列，其特征在于：所述传声器预设间距应小于探测声音信号中心频率对应波长的1/2。

3.根据权利要求1所述的一种多谐振点传声器阵列，其特征在于：所述多谐振点传声器阵列中还设有阵列摄像头。

4.一种权利要求1-3任一所述的多谐振点传声器阵列的布置方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1、对不同谐振点、频率响应范围的传声器进行分类，并根据谐振点大小进行编号；

S2、根据不同谐振点传声器组，通过传声器阵列改进免疫算法对其进行寻优，找到分辨率最高的布置方式和预设间距；

S3、将各个不同谐振点传声器组的最优布置方式进行组合，多组传声器按照所需阵列的有限面积进行交叉布置，完成多谐振点传声器阵列布置。

5.根据权利要求4所述的多谐振点传声器阵列的布置方法，其特征在于，所述步骤S1中分类好的传声器根据谐振点大小由低到高进行编号。

6.根据权利要求4所述的多谐振点传声器阵列的布置方法，其特征在于，所述步骤S2中的传声器改进免疫算法，具体包括如下步骤：

S101、构造适应度函数，将适应度函数选取为旁瓣与主瓣的比值，即峰值旁瓣电平(PSLL)，该值越小，说明阵列对空间中其他方向的干扰抑制也就越强；

其中，适应度函数可表示为：

其中，ML_thr表示主瓣宽度约束阈值；S_ij表示任意两阵元间距；S_thr表示阵元间距约束阈值；i，j＝1，2，…M；

S102、产生初始抗体群，通过编码把问题的可行解表示成解空间中的抗体，在解的空间内随机产生一个初始种群；

S103、计算亲和度，对种群中的每一个可行解进行亲和度评价；

S104、判断是否满足算法终止条件；

如果满足条件则终止算法寻优过程，输出计算结果；如果不满足条件则继续寻优运算；

S105、计算抗体浓度和激励度；

S106、进行免疫处理，包括免疫选择、克隆、变异和克隆抑制；

其中，免疫选择为根据种群中抗体的亲和度和浓度计算结果选择优质抗体，使其活化；克隆为对活化的抗体进行克隆复制，得到若干副本；变异为对克隆得到的副本进行变异操作，使其发生亲和度突变；克隆抑制为对变异结果进行再选择，抑制亲和度低的抗体，保留亲和度高的变异结果；

S107、种群刷新，以随机生成的新抗体替代种群中激励度较低的抗体，形成新一代抗体，而后转步骤S104进行再次判断。

7.根据权利要求6所述的多谐振点传声器阵列的布置方法，其特征在于，所述步骤S101中在主瓣宽度及阵元间距的约束下，对输入的多个阵列计算PSLL值，应对于最小PSLL值的阵列即为输出的最优解。

8.根据权利要求6所述的多谐振点传声器阵列的布置方法，其特征在于，所述步骤S102中抗体群对应多个传声器阵列。

9.根据权利要求6所述的多谐振点传声器阵列的布置方法，其特征在于，所述步骤S105中通过传声器阵列和解空间中其他传声器阵列来计算相似度，并加权平均得到抗体浓度，并由该抗体亲和度和抗体浓度确定激励度。