球面陣波束形成聲源識(shí)別濾波求和算法研究.pdf

1、基于相控傳聲器陣列測量的波束形成聲源識(shí)別方法具有簡單快速、中高頻分辨率高等特點(diǎn)。其中，實(shí)心球陣列具有旋轉(zhuǎn)對稱性好、數(shù)值穩(wěn)定性高及衍射作用強(qiáng)等優(yōu)勢，不僅能夠全面記錄聲場信息實(shí)現(xiàn)任意三維空間聲場環(huán)境的全方位穩(wěn)健聲學(xué)成像，而且可提供近似各向同性的陣列指向性。因此，基于實(shí)心球陣列的三維空間聲源識(shí)別方法被廣泛應(yīng)用于汽車、高速列車車廂等艙室環(huán)境內(nèi)場噪聲源識(shí)別領(lǐng)域。
　　本文主要研究了球面陣波束形成濾波求和算法。首先，基于平面波和球面波假設(shè)給出

2、了球面聲壓函數(shù)表達(dá)式，并推導(dǎo)了基于單極子點(diǎn)聲源假設(shè)的聲壓球諧函數(shù)角度分解算法的基本理論。在此基礎(chǔ)上，以最小化最大旁瓣為目標(biāo)，以輸出聲壓貢獻(xiàn)的主瓣峰值無畸變?yōu)榧s束條件，構(gòu)建了二階錐規(guī)劃優(yōu)化模型，采用CVX凸優(yōu)化求解器進(jìn)行求解獲取濾波參數(shù)，建立了以聲壓貢獻(xiàn)為輸出的球面陣波束形成聲源識(shí)別濾波求和算法。以36通道實(shí)心球陣列為例，采用MATLAB軟件對該算法進(jìn)行聲源識(shí)別性能仿真分析，并通過試驗(yàn)對該算法進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明：該算法識(shí)別的聲源位置與真實(shí)