[发明专利]一种空间低频声场重构方法和重构系统

说明书

本发明公开了一种空间低频声场重构方法和重构系统，其中重构方法包括：1、以高频声源的最高工作频率f_H对待重构的低频声场S_L进行采样，获取每个采样点的幅值A_i，i＝1,2,…,N；T是低频信号S_L的时间长度；2、从高频声源构成的声阵列中选取多个高频声源向目标区域发射高频脉冲，其中第j个高频声源发射的高频脉冲幅值为A_j，时延为所述目标区域处于所述声阵列的远程区域内；3、选择的高频声源发射的高频脉冲在目标区域叠加后形成低频声场S_L。该方法通过瞬态声学叠加的方法，在空间形成瞬态的低频声场，声能转换效率高。

技术领域

本发明属于声学中声发射技术领域，具体涉及一种采用高频声源重构低频声场的方法和系统。

背景技术

随着对海洋探索的日益深入，对水声换能器有着广泛的需求，要求低频发射换能器满足小尺寸、低重量、高效率等特点。

目前的低频水声换能器存在尺寸、重量大，安装不方便，辐射角度难以控制等缺点。参量发射阵在低频声场方面是一个解决方案，但存在低频转换效率低，声场可控性差的缺点。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种空间低频声场重构方法和重构系统，所述方法和系统能够在空间形成瞬态的低频声场。

技术方案：本发明一方面公开了一种空间低频声场重构方法，包括：

S1、以高频声源的最高工作频率f_H对待重构的低频声场S_L进行采样，获取每个采样点的幅值A_i，i＝1,2,…,N；T是低频信号S_L的时间长度；

S2、S2、当声阵列中空闲的高频声源个数大于等于N个时，从中选取N个空闲的高频声源向目标区域发射高频脉冲，选中的高频声源状态为“占用”，其中第i个高频声源发射的高频脉冲幅值为A_i，时延为高频脉冲时长为N/f_H；高频脉冲发射完毕后，对应的高频声源状态改为“空闲”；所述目标区域处于所述声阵列的远程区域内；

S3、选取的高频声源所发射的高频脉冲在目标区域叠加后形成低频声场S_L。

进一步地，所述步骤S2中，当声阵列中空闲的高频声源个数M小于N时，采用空闲的M个高频声源向目标区域发射高频脉冲，并将所述M个高频声源状态设为“占用”；其中第j个高频声源发射的高频脉冲幅值为A_j，时延为高频脉冲时长为M/f_H；所述目标区域处于所述声阵列的远程区域内；高频脉冲发射完毕后，对应的高频声源状态改为“空闲”；j＝1,2,…,M。

进一步地，所述步骤S2中，当声阵列中空闲的高频声源个数M小于N时，采用空闲的M个高频声源向目标区域发射高频脉冲，具体为：在这N个时刻，每个时刻选择一个空闲的高频声源发射长度为K/f_H的高频脉冲s_i，所述高频脉冲s_i的幅值为A_i，时延为10＜K＜M；高频声源在发射高频脉冲期间状态为“占用”，高频脉冲发射完毕，该高频声源状态改为“空闲”。

优选地，所述高频脉冲为截止频率为f_H的sinc信号。

优选地，所述高频声源发射高频脉冲前还包括发射校正，所述发射校正具体包括：

S11、在目标区域设置信号接收设备，高频声源向目标区域发射原始高频脉冲，接收设备接收所述原始高频脉冲；

S12、对接收设备接收到的脉冲信号进行时间反转，得到校正高频发射信号；

S13、高频声源将校正高频发射信号作为高频脉冲。