[发明专利]不规则单全息声压测量面分离非自由声场的方法

摘要

不规则单全息声压测量面分离非自由声场的方法，按如下步骤进行：a、在由目标声源和背景噪声源构成的非自由声场中，布置不规则全息测量面；b、在不规则全息测量面上放置传声器，测量全息面上的声压值；c、选取不规则全息测量面部分测点的声压值重构其余测点的声压值，确定由来波和去波构成的非自由声场复声压的数学模型，和数学模型的系数矢量；d、重构任意指定空间坐标处的声场；分离重构的由目标声源和背景噪声源组成的声场。

主权项

1.不规则单全息声压测量面分离非自由声场的方法，其特征在于：按如下步骤进行：a、测量全息测量面上的声压值，在由目标声源和背景噪声源构成的声场中布置全息测量面，在全息测量面节点上放置传声器；b、选取全息测量面部分测点的声压值重构其余测点的声压值，确定最优展开项数；把波动方程在球坐标下的完全解为：p(r,θ,φ,ω)=Σn=0∞Σm=-nn(Cmnhn(1)(kr)+Dmnhn(2)(kr))Ynm(θ,φ)---(1)]]>在全息测量面上选出部分测点，选取方法是每间隔一点选择一点，共选择N点，把选出点对应的声压按球坐标下声波方程行波解从低阶到高阶分别展开得式(2)：p1p2MMpN=J11K11J21K21J31K31KJM1KM1J12K12J22K22J32K32LJM2KM2MMMMMMMMMMMMMMMMMMJ1NK1NJ2NK2NJ3NK3NLJMNKMNc1d1McMdM---(2)]]>简记为：PN=AMNb---(3)]]>其中：p₁ p₂...p_N代表选取点上测得的声压值；代表当目标声源产生去波时，第N点坐标值按球坐标下声波方程行波解展开M项的表达；代表当背景噪声源产生来波时，第N点坐标值按球坐标下声波方程行波解展开M项的表达；c₁ c₂...c_M代表选取的N个点上对应的声压去波展开系数；d₁ d₂...d_M代表选取的N个点上对应的声压来波展开系数；系数向量：b=AMN+PN---(4)]]>其中：右上角“+”代表求伪逆运算；把其余测点的测得声压向量记为p_L，重构出其余测点的声压向量记为把展开项数的最大值M_max作为上限，展开项数从1～M_max依次选取，根据展开项数的不同分别重构其余测点的声压值：pLreco=AMLb=AMLAMN+PN---(5)]]>把每次的重构结果与真实测量值做误差运算，求出重构误差Δ：Δ=||PL-pLreco||2||PL||2*100/100---(6)]]>获得展开项数-误差值(M-Δ)曲线，由此可以找出最小误差对应的展开项数，即为最优展开项数M_opti；c、分离由目标声源和背景噪声源组成的声场；把最优展开项数带入式(2)可以确定系数向量，目标声源产生的声波是去波，由此可以获得目标声源在空间任意点的声压值，故分离出的目标声源声压辐射为：p1p2Mpall=J11J21KJMopti1J12J22LJMopti2MMMMJ1allJ2allLJMoptiallc1c2McMopti---(7)]]>其中：代表当目标声源产生去波时，空间任意点坐标值按球坐标下声波方程行波解展开M项的表达；p₁ p₂...p_all代表空间任意点分离后目标声源的声压。