【摘要】 本发明涉及的是一种信号重建技术领域的采用边界元法重建循环平稳声源 的方法。本发明通过设置待测声源、传声器阵列和参考源传声器，同步记录采集 到的参考信号和全息测点声压，通过从参考信号中获取参考相位，利用参考信号 与全息测点声压之间的相位关系，得到传声器阵列所采集到的全息测点声压的相 对相位关系最终由边界元法重建计算获得待测声源信号的自谱相关密度向量。本 发明通过对用传声器阵列采集得到的全息测量面上声源信号的重建，可以分析任 意外形的声源，得到声源的三维谱相关密度分布，与传统的采用近场声全息技术 辨识声源的方法相比较，本发明能够适用于循环平稳声源，同时突破了对声源外 形的要求。 【专利类型】发明授权 【申请人】上海交通大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】200240上海市闵行区东川路800号 【申请人地区】中国 【申请人城市】上海市 【申请人区县】闵行区 【申请号】CN200810036142.8 【申请日】2008-04-17 【申请年份】2008 【公开公告号】CN100582690C 【公开公告日】2010-01-20 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN100582690C 【授权公告日】2010-01-20 【授权公告年份】2010.0 【IPC分类号】G01H17/00 【发明人】蒋伟康; 张海滨; 万泉 【主权项内容】1、一种采用边界元法重建平稳声源的方法，其特征在于，包括以下步骤： 第一步、设置待测声源表面为Ss，全息测量面为Sh，全息测量面Sh是待测声源表面Ss附近的一个任意面； 第二步、布置传声器阵列，在声源附近布置一个相对于声源位置固定不变的参考源传声器用以采集参考信号； 第三步、同步记录参考源传声器和传声器阵列采集到的参考信号和全息测点声压，并用空间定位仪确定传声器阵列中每个传声器的空间位置，一并存储在存储设备中； 第四步、从参考信号中获取参考相位，利用参考信号与全息测点声压之间的相位关系，得到传声器阵列所采集到的全息测点声压的相对相位关系； 第五步、由边界元法重建计算获得待测声源信号的自谱相关密度向量；所述的重建计算，包括： ①设定待测声源表面Ss上N个节点发出的待测声源信号的自谱相关密度向量为：(Sppα(rs，f))N×1，(1) 其中：f为声源特性的频率，α为循环频率，rs表示待测声源表面Ss上N个节点各自的空间位置，N为自然常数，下标pp代表全息测点声压的谱相关密度函数； ②设定参考信号和待测声源信号的互谱相关密度向量为： (Srpα(rs，f))N×1及Sprα(rs，f))N×1， ③设定r(f)是参考信号的频谱分量，p(f)为全息测点声压的频谱分量，v(f)为待测声源表面Ss上N个节点法向振速的频谱分量，则 Srpα(rh，f)为r(f+α/2)和p*(f-α/2)的函数； Sprα(rh，f)为p(f+α/2)和r*(f-α/2)的函数； 其中：Srpα(rh，f)及Sprα(rh，f)为参考信号和全息测点声压的互谱相关密度向量； Vrpα(rs，f)为r(f+α/2)和v*(f-α/2)的函数； Vprα(rs，f)为v(f+α/2)和r*(f-α/2)的函数； 其中：上标*为共轭转置，Vrpα(rs，f)及Vprα(rs，f)为参考信号和表面法向速度的互谱相关密度向量，Srpα(rs，f)和Vrpα(rs，f)应该由Srpα(rh，f)在频率(f-α/2)上重建得到，而Sprα(rs，f)和Vprα(rs，f)应该由Sprα(rh，f)在频率(f+α/2)上重建得到；rh表示传声器阵列上各个传声器的空间位置，下标r代表参考信号，下标p代表全息测量信号，下标rp代表参考信号谱分量(f+α/2)与全息测点声压谱分量(f-α/2)的互谱相关密度函数，下标pr代表全息测点声压谱分量(f+α/2)与参考信号谱分量(f-α/2)的互谱相关密度函数； ④得到如下以互谱相关密度作为变量的Helmholtz公式(2)和(3)： 其中：G(rh，rs，f-α/2)和G(rh，rs，f+α/2)是Green函数，ρ表示介质密度，C是和测点所处位置相关的系数； ⑤利用边界元法，将式(2)和(3)离散为矩阵形式： 其中：Dhs和Mhs是当系数C＝1时，全息测量面为Sh到待测声源表面Ss的传递矩阵； ⑥利用待测声源表面Ss的互谱相关密度Helmholtz公式作为限制方程，也可以得到一对离散的矩阵方程： 从方程(4)和(6)可以得到： 其中 I是单位矩阵，“+”表示传递矩阵Dhs，Dss，MhsMss的频率是f+α/2，[Gp+]表示 ； 从方程(5)和(7)可以得到： 其中： I是单位矩阵，“-”表示传递矩阵Dhs，Dss，Mhs和Mss的频率是f-α/2，[Gp-]表示 ； 从式(8)、(9)求逆计算得到参考信号和全息测点声压的互谱相关密度向量Srpα(rs，f)及Sprαr(rs，f)，之后利用全息测点声压的相对相位关系就可以得到待测声源表面Ss上的谱相关密度分布。 【当前权利人】上海交通大学 【当前专利权人地址】上海市闵行区东川路800号 【统一社会信用代码】1210000042500615X0 【引证次数】1.0 【被引证次数】2 【自引次数】1.0 【被自引次数】2.0 【家族引证次数】1.0 【家族被引证次数】14
