[发明专利]多频段远程定向强声系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种远程定向强声系统，特别是可对频段进行动态调整的多频段远程定向强声系统。

背景技术

远程定向强声系统是利用声波定向技术将大功率声波定向传播至远距离处，达到远距离清晰通知、警告或对被作用对象进行驱散、拒止的目的。根据作用对象不同，该系统需要采用不同频段的声波才能达到最佳的作用效果，如5-15KHz的声波可驱赶大象、猫头鹰、金丝雀、小鹦鹉等动物，15-30KHz的声波可驱赶马、羊、栗鼠、老鼠等动物，25-40KHz的声波可驱赶狗、乳牛、马、羊、老鼠、浣熊、美洲豪猪及雪貂等，20-65KHz的声波可驱赶及天竺鼠、美洲袋鼠等，而对人类的最佳驱散声波频段约为2-4kHz。可见，远程定向强声系统的声波频段在很大程度上决定了其能够达到的功能。

远程定向强声系统的声波频段取决于其所用换能器的频响特性。单一换能器覆盖的频段有限，这使得采用一种换能器的远程定向强声系统只能产生对应于该换能器频段的强声波，仅能对该频段覆盖的一种或几种对象进行作用，这使得在实际使用中需要配备多套不同频段的远程定向强声系统才能解决诸多对象同时作用的实际问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可产生多个频率段强声波的远程定向强声系统，解决采用单一换能器的远程定向强声系统无法同时兼顾多个作用对象的问题。

本发明的目的通过以下技术方案加以实现：一种多频段远程定向强声系统，包括：

信号输入设备，用以储存和输入信号；

低通滤波器1，与信号输入设备输出端连接，用以滤除0～100kHz带外成分；

A／D转换器1，与低通滤波器1输出端连接，将模拟信号转换为数字信号；

全向传声器，对外界声音信号进行采集；

低通滤波器2，与全向传声器输出端连接，用以滤除0～100kHz带外成分；

A／D转换器2，与低通滤波器2输出端连接，将全向传声器采集的信号从模拟量变为数字量；

数字信号处理器，与A／D转换器1及A／D转换器2的输出端连接，将全向传声器采集的外界声音信号与信号输入设备中的比对声音样本进行对比，判断外界发声对象是人还是动物，并对具体的动物种类进行判定，继而从信号输入设备中调取对应于该对象的声样本，将其发送至对应的声发射通道；

声发射通道，包括：

功放，与数字信号处理器输出端连接，采用数字功放直接接收数字信号处理器的数字输出信号，并对其进行功率放大；

匹配电路，与功放的输出端连接，用以对紧接其后的换能器组进行阻抗匹配；

换能器组，与匹配电路输出端连接，并由多个频率响应一致的换能器组成，单个换能器频响曲线在带宽范围应保持高度一致，与该组所有换能器的平均频响曲线的相对误差不超过3％。

声发射通道的数量与频段分组数相等，声发射通道中的换能器组频响范围与其对应的频段分组确定的频率范围一致。

本发明是利用声相控阵、声参量阵等声波定向技术实现大功率声波定向传播的原理，采用多频段声发射通道组合，而制作一种多频段远程定向强声系统。与一般远程定向强声系统相比，本发明提供了一种覆盖频率宽，可同时对众多对象进行作用的新型远程定向强声系统。

本发明的优点在于可以通过采集外界声音信号，通过数字信号处理器将其与系统储存的声音样本进行比对，从而确定外界动物的具体种类、数量，调用相应的声波攻击样本，并通过对应频段的声发射通道发射该声波攻击样本，在保证对特定对象的最佳作用效果的同时，可以对诸多对象同时进行作用，从而克服了采用单一频段远程定向强声系统只能对有限几个对象进行作用的缺陷。

附图说明

图1示出了多频段远程定向强声系统的总体结构。

图2示出了换能器阵的阵元排布方法。

图3示出了多频段远程定向强声系统信号处理流程。

具体实施方式