基于統(tǒng)計(jì)最優(yōu)近場(chǎng)聲全息的聲場(chǎng)重建方法研究.pdf

1、近場(chǎng)聲全息技術(shù)是一種高效的噪聲源識(shí)別、定位及聲場(chǎng)可視化技術(shù)。該技術(shù)由于在目標(biāo)聲源近場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，可以記錄到聲源輻射中的倏逝波成分，使其重建結(jié)果不受瑞利判據(jù)的限制，從而大大提高了聲場(chǎng)重建分辨率。統(tǒng)計(jì)最優(yōu)近場(chǎng)聲全息作為近場(chǎng)聲全息技術(shù)中的一個(gè)重要分支，在大尺寸聲源全息重建等方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。本文在簡(jiǎn)要介紹近場(chǎng)聲全息技術(shù)的發(fā)展概況和研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，主要針對(duì)統(tǒng)計(jì)最優(yōu)近場(chǎng)聲全息算法在聲場(chǎng)重建中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行了研究和改進(jìn)。
　　

2、對(duì)于常規(guī)的統(tǒng)計(jì)最優(yōu)柱面近場(chǎng)聲全息和統(tǒng)計(jì)最優(yōu)球面近場(chǎng)聲全息中的全息測(cè)量面通常要求與目標(biāo)聲源共形的局限性，將基于平面測(cè)量的方案引入其中，通過(guò)數(shù)值仿真驗(yàn)證了該方案的有效性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，該部分也將為全文奠定理論物理基礎(chǔ)。針對(duì)常規(guī)統(tǒng)計(jì)最優(yōu)近場(chǎng)聲全息在半自由聲場(chǎng)空間多源聲場(chǎng)重建過(guò)程中重建過(guò)程中所需波函數(shù)項(xiàng)數(shù)多，重建精度不理想的問(wèn)題，提出了一種基于平面測(cè)量的改進(jìn)統(tǒng)計(jì)最優(yōu)近場(chǎng)聲全息算法。與常規(guī)算法往往選用單一的波函數(shù)來(lái)計(jì)算聲場(chǎng)傳遞矩陣不同，改進(jìn)算法通

3、過(guò)根據(jù)聲源的特點(diǎn)選取合適的波函數(shù)組合（如單元平面波、單元柱面波和單元球面波）來(lái)計(jì)算重建過(guò)程中的聲場(chǎng)傳遞矩陣，進(jìn)而重建出目標(biāo)聲源的聲場(chǎng)。通過(guò)數(shù)值仿真驗(yàn)證了該方法的準(zhǔn)確性和有效性，并與常規(guī)算法進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比分析。從總體上看，改進(jìn)算法與常規(guī)算法相比顯著提高了重建精度，在不同頻率下的相對(duì)誤差波動(dòng)較小，魯棒性更強(qiáng)，且隨著頻率的增大相對(duì)誤差有逐漸減小的趨勢(shì)；此外，不同的波函數(shù)組合，重建結(jié)果的相對(duì)誤差差異很大，當(dāng)選取的波函數(shù)與聲源共形且數(shù)量一致時(shí)重