[发明专利]一种基于Helmholtz方程最小二乘法的声场分离方法

权利要求书

1.一种基于Helmholtz方程最小二乘法的声场分离方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)获取测量面上的声压：由双声源构成的辐射声场中，在声源面的一侧布置呈网格式均匀分布的传声器阵列，测量距离为d，一个波长内至少含有两个测量点，在目标声源旁放置参考传声器，测量传声器阵列与参考传声器互谱后的辐射声压；

(2)对测量面上的声压进行重采样，得到不同的测点组：将全息面上的测点从左到右依次排序编号，然后逐行依次向下进行，再把所得测点编号中奇数对应的测点编为一组，偶数对应的测点编为一组，编号为奇数对应的测点为S1组，编号为偶数对应的测点为S2组；

(3)将声源A和声源B在每个测点处产生的声压根据HELS中的声压展开式分解，建立测量面上两个声源声压之间的传递关系；

(4)建立测量面与重建面之间的传递矩阵；

(5)获取声源A单独在重建面或者任一位置产生的声压，实现声场分离；

所述两个声源声压之间的传递关系为：

p_S1和p_S2分别为S1组测点和S2组测点的声压，和为声源A和声源B在S1组测点产生的声压，通过求得根据HELS法的叠加原理，得到声源A在S2组测点上的声压：同理求得声源B在S1组测点上的声压：联立以上关系式得声源A在S1组测点和S2组测点上的单独响应，

其中进一步推导得到声源A在测量面上产生的声压为

声源A在重建面上的声压：

其中u_i、v_i为单位正交矩阵中的列向量，σ_i为传递矩阵奇异值，按从小到大的顺序排列，α²为正则化参数，σ_ref为参考奇异值，对传递矩阵进行奇异值分解：

Ψ＝U∑V^H，其中UU^H＝I，VV^H＝I，

正则化参数由Manual法选取：

上述声源A为主声源，声源B为噪声源。

2.根据权利要求1中所述的一种基于Helmholtz方程最小二乘法的声场分离方法，其特征是：

所述声压展开式为：

其中和为声源A和声源B每个测点单独产生的声压，为第一类球亨克尔函数，为球谐函数，m为[-n,n]内递增的整数，为基函数系数向量。

3.根据权利要求1中所述的一种基于Helmholtz方程最小二乘法的声场分离方法，其特征是：

所述测量面与重建面之间的传递矩阵为：Ψ＝Ψ_S'(Ψ_S)^*，Ψ_S'为重建面基函数矩阵。