基于波束成形理论的传声器阵列声场仿真分析

刘洛斌, 李舜酩, 丁 一, 韩佳欣

(南京航空航天大学 能源与动力学院，江苏 南京 210016)

基于波束成形理论的传声器阵列声场仿真分析

刘洛斌, 李舜酩, 丁 一, 韩佳欣

(南京航空航天大学 能源与动力学院，江苏 南京 210016)

基于用传声器阵列测量空间声场信息的波束成形技术，在声场可视化和噪声源识别中得到了广泛的研究与应用。利用波束成形技术分析噪声源时，不同的传声器阵列布局会对分析结果产生不同影响。在合理化假设的条件下，基于MATLAB软件对线性、矩形、圆形、半圆形4种不同阵列的处理效果进行仿真，并对仿真结果进行分析。比较识别精度、传声器数目和图形对称性等综合因素，得出圆形阵列具有最好综合效果的结论。

波束成形;传声器;阵列;声场;仿真

波束成形技术(又名麦克风阵列)是一种基于传声器阵列测量的空间滤波技术。在传声器阵列信号处理发展中，波束成形技术一直是阵列信号处理的核心。1974年Billingsley[1]把该技术运用到声学领域中，波束成形从此作为一种噪声源识别方法。随着近几年数据采集技术和计算机处理技术的发展，该技术可以完成声场的可视化测量，被广泛应用于声源识别定位中[2]。波束成形的基础是传声器阵列的指向性原理，而传声器阵列性能的高低决定了波束成形方法识别声源的能力大小，因此传声器阵列的研究对波束成形的进一步发展具有极其重要的意义。如何选出旁瓣级别最小、主瓣较窄并具有较好实用性的阵列,一直是国内外学者的研究热点，这也对实际测量中阵列的设计选型具有指导意义。……