基于統(tǒng)計最優(yōu)近場聲全息的聲場重建方法研究.pdf

1、近場聲全息技術是一種高效的噪聲源識別、定位及聲場可視化技術。該技術由于在目標聲源近場進行測量，可以記錄到聲源輻射中的倏逝波成分，使其重建結果不受瑞利判據(jù)的限制，從而大大提高了聲場重建分辨率。統(tǒng)計最優(yōu)近場聲全息作為近場聲全息技術中的一個重要分支，在大尺寸聲源全息重建等方面有其獨特的優(yōu)勢。本文在簡要介紹近場聲全息技術的發(fā)展概況和研究現(xiàn)狀及存在問題的基礎上，主要針對統(tǒng)計最優(yōu)近場聲全息算法在聲場重建中存在的一些問題進行了研究和改進。
　　

2、對于常規(guī)的統(tǒng)計最優(yōu)柱面近場聲全息和統(tǒng)計最優(yōu)球面近場聲全息中的全息測量面通常要求與目標聲源共形的局限性，將基于平面測量的方案引入其中，通過數(shù)值仿真驗證了該方案的有效性和準確性。同時，該部分也將為全文奠定理論物理基礎。針對常規(guī)統(tǒng)計最優(yōu)近場聲全息在半自由聲場空間多源聲場重建過程中重建過程中所需波函數(shù)項數(shù)多，重建精度不理想的問題，提出了一種基于平面測量的改進統(tǒng)計最優(yōu)近場聲全息算法。與常規(guī)算法往往選用單一的波函數(shù)來計算聲場傳遞矩陣不同，改進算法通

3、過根據(jù)聲源的特點選取合適的波函數(shù)組合（如單元平面波、單元柱面波和單元球面波）來計算重建過程中的聲場傳遞矩陣，進而重建出目標聲源的聲場。通過數(shù)值仿真驗證了該方法的準確性和有效性，并與常規(guī)算法進行了詳細的對比分析。從總體上看，改進算法與常規(guī)算法相比顯著提高了重建精度，在不同頻率下的相對誤差波動較小，魯棒性更強，且隨著頻率的增大相對誤差有逐漸減小的趨勢；此外，不同的波函數(shù)組合，重建結果的相對誤差差異很大，當選取的波函數(shù)與聲源共形且數(shù)量一致時重