《基于非先验基分析提高声场重建精度》

在近场声全息(NAH)测量中,需要用离散傅里叶变换（DFT）进行频谱分析。在非同步采样下,DFT频谱分析产生泄露误差,导致重建精度低。基于非先验基的分析方法通过搜索内积的最大峰值来选取基向量,能够减小强幅值信号的掩蔽效应。将非先验基分析方法引入声全息系统,用来分析全息面复声压信号,进而重构点声源的辐射声场。结果表明,该方法能够提高声场重建的精度。     

声场中倏逝波特性及改进全息重建方法的研究

近场声全息是通过在紧靠被测声源物体的近场测量面上记录全息数据,不但可以记录传播波成分,还可以获得反映声场高空间特性的倏逝波成分。通过分析传播波和倏逝波在声场中的分布情况与声场空间位置、声源大小及频率的关系,得出了传播波和倏逝波在空间声场中的变化规律、影响因素以及二者之间的对应关系。通过对不同背景噪声下倏逝波的传播情况确定了可利用倏逝波传播距离。在此基础上,提出了一种改进的声全息方法,通过用这种方法,可得出声源面上传播波与倏逝波成分,获取等效于近场声全息的重建结果。最后,通过仿真验证了这一结果。     

近场声全息(NAH)中减少测量点数的研究

近场声全息（NAH）是一种进行噪声源分析的有效工具。但要获得较高的重建精度必须在全息面上大孔径范围内进行密集的数据采集,需要大量的测量点,测量任务十分繁重。因此在保证重建精度的前提下研究如何有效地减少全息面测量点数对NAH的意义十分重大。在总结前人工作的基础上,提出了一种利用支持向量回归对全息面进行插值的方法。该方法可以在全息面传声器数目较少时通过插值提高重建精度,因而可大幅地减少全息面的测量点数。对于两个矩形板声辐射数值计算中减少的测量点数都可高于70%,并得到了其它有意义的结论,达到了保证重建精度的前提下有效地减少全息面测量点数的研究目的。     

平面螺旋声阵列近场旋转扫描全息成像研究

针对一平面螺旋阵列在噪声源成像应用,分析了波束形成方法在低频段噪声成像能力的局限性,采用等效源法实现了对低频噪声的全息成像。为提高近程声全息成像性能,本文提出并采用不规则平面阵进行旋转扫描测量,重点研究了无参考传感器条件下对扫描数据的相位处理方法,实现了不同时刻测量数据的相位同步,利用仿真研究验证了该方法的有效性和优越性,并通过实际实验进行验证,对450Hz以下频率噪声的成像能力有显著提高。该方法测试条件要求低,测试结果可靠,相关结论具有参考价值。     

传声器通道和位置失配误差对平面近场声全息的影响

在综合考虑偏度误差与随机误差的基础上,分析了传声器通道失配误差和位置失配误差对平面近场声全息（NAH）分析的影响,从实空间和波数域两方面对全息面和重建面上引起的统计误差进行了详细的理论推导,并以理想点源作为研究对象对理论结果进行了验证。理论推导与数值仿真均表明：在偏度误差和随机误差取值相当的条件下,在波数域内,它们在全息面及重建面上产生的统计误差的偏差都较小,且偏度误差引起的归一化偏差要大于随机误差引起的归一化偏差,但两者在全息面及重建面上产生的统计误差的方差大相径庭,偏度误差引起的归一化方差很小可以完全忽略不计,而随机误差引起的归一化方差在辐射圆外呈指数倍数放大,会对NAH的重建结果将会产生严重的影响,综合考虑后,随机误差比偏度误差对NAH重建精度的影响更大。     

新型组合近场声全息技术

近场声全息技术是一种有效的声场可视化技术,当场点声压测量数较少时,该技术重建复杂声场存在重建精度不高的问题.针对此问题,本文提出了一种新型组合近场声全息技术,通过统计最优近场声全息实现全息面声压的数据外推,外推后的声压作为声场重建的输入,采用边界元法和压缩感知相结合技术,重建较少场点条件下复杂声场.针对矩形板开展了仿真...     

基于混合全息算法的多源相干声场分离方法

当空间声场中存在多个相干声源时,运用常规的近场声全息算法无法重建和预测每个相干声源的声场分布,限制了声全息的应用范围和对相干声场的分析。在针对该问题的现有方法中,基于傅里叶变换的声场分离技术只能用于相干声源位于全息面两侧的情况,而分布源边界点法、联合波叠加法等虽然可解决相干声源位于全息面同侧的分离问题,但在应用时必须预先知道声源的位置以及几何形状等先验知识。针对相干声源在全息面同侧的情况,提出一种新的多源相干声场分离方法。该方法只需全息面声压,不需要其他先验知识就可以实现相干声场分离,能很好地弥补现有方法的缺点,并为相干声场的分析提供有力手段。数值仿真和试验验证该方法的正确性、可行性和有效性。     

RECONSTRUCTION STABILITY OF NEARFIELD ACOUSTIC HOLOGRAPHY

The distributed source boundary point method (DSBPM) is used as the spatial transform algorithm for realizing nearfield acoustic holography (NAH),the sensitivity of the reconstructed solution to the measurement errors is analyzed,and the regularization method is proposed to stabilize the reconstruction process,control the influence of the measurement errors and get a better approximate solution.An oscillating sphere is investigated as a numerical example,the influence of the measurement errors on the reconstruction solution is demonstrated,and the feasibility and validity of the regularization method are validated.     

近场声全息技术及其工程应用

近场声全息技术(简称NAH)是一种功能强大的噪声源识别、定位及声场可视化技术。本文首先对NAH理论和算法进行了介绍,并通过试验和仿真进行了验证;然后,讨论了NAH研究需要解决的问题和研究现状;最后,介绍了NAH在工程中的一些应用。     

快速迭代收缩阈值声源识别算法及其改进

近场声全息是一种主流的声学成像技术,在技术实践中可以有效实现声源定位。等效源法可用于修正声源不同数值模型的l_2范数正则化逆问题和l_1范数正则化逆问题。为了提高传统等效源法的分辨力,减少旁瓣"鬼影",提出了一种高阶波束形成改良快速迭代收缩阈值声源识别算法mIFISTESM-v,该方法是在改进的快速迭代收缩/阈值等效源法与高阶波束形成方法相结合的框架下发展得来。通过单声源定位和相干声源定位的分辨力分析的数值模拟以及实验验证了该方法的实用性,结果表明,所提出的方法能较好地达到声源识别及定位的效果,该方法所得主瓣区小于0.002。