[发明专利]声场的全空间变换方法

摘要

本发明公开了一种声场的全空间变换方法，该声场的全空间变换方法的步骤为：1)将声源设置在柱状的全息测量接收阵列中；2)对柱状的全息测量阵列中的每个测量点测量的声压进行全息采样，放大处理；3)将处理的数据送入计算机，根据以下公式进行声源近场和远场的重建：两个面S/H上声压在波数域上的关系为：P_m(r_S，k_z)＝Z_m(k_r，r_S)/Z_m(k_r，r_H)·W(m，k_z).P_m(r_H，k_z)两个面S/H上振速矢量和声压在波数域上的关系为振速_m(r_S，k_z)＝_u (m，k_r，r_H－r_S)·W(_m，k_z).P_m (r_H，k_z)；再经过两维Fourier反变换，得到近场声压(见上式1)和振速矢量(见上式2)基于近场声全息变换的远场空间指向性函数近似：D(φ，ψ)＝|E/E₀|；上述声场的全空间变换方法，实现了任意振动结构辐射声场的全空间场变换，既准确的重建了近声场，又精确的推算出远场空间指向性函数。

主权项

1、一种声场的全空间变换方法，其特征在于：该声场的全空间变换方法的步骤为：1)将声源设置在柱状的全息测量接收阵列中；2)对柱状的全息测量阵列中的每个测量点进行复声压采样，放大处理；3)将处理的数据送入计算机，根据以下公式进行近场和远场的声场重建：波数域近场声压Pm(rS,kz)=Zm(kr,rs)Zm(kr,rH)·W(m,kz).Pm(rH,kz)]]>和波数域振速矢量U→m(rS,kz)=G→u(m,kr,rH-rS)·W(m,kz).Pm(rH,kz)]]>再经过两维Fourier反变换，得到近场声压p(rS,θ,z)=Σm=-∞+∞12π∫-∞+∞Pm(rS,kz)e-jmθ·e-jkzzdkz]]>和振速矢量u→(rS,θ,z)=Σm=-∞+∞12π∫-∞+∞U→m(rS,kz)e-jmθ·e-jkzzdkz]]>远场空间指向性函数：其中：p(r_S，θ，z)为在圆柱S上声压值，即任意面的声压值；p(r_H，θ，z)柱状全息测量接收阵列中测得的声压值；m为整数；k_z为轴向波数；k_r为径向波数，且kr=k2-kz2,]]>柱函数Z_m(k_rr)定义为：Zm(krr)=Hm(2)(krr)k≥kzKm(|kr|r)k<kz;]]>这里：Hm(2)(x)=Jm(x)-jNm(x)]]>是第2类Hankle函数(J_m，N_m分别为Bessel函数和Neumann函数)，表示向外传播的柱面扩散波(时间因子为exp(jωt)，K_m(x)为修正的Hankle函数；振速变换向量函数G→u(m,kr,rH-rS)]]>为G→u(m,kr,rH-rS)=j|kr|Zm′(krrS)ρckZm(krrH)e^r+mρckrSZm(krrS)Zm(krrH)e^θ]]>+kzρckZm(krrS)Zm(krrH)e^z]]>滤波函数W(m，k_z)为W(m,kz)=(1+rns|Hm(2)(krS1-(kz/k)2Hm(2)(krH1-(kz/k)2|2)-1kz≤k(1+rns|Km(2)(krS(kz/k)2-1Km(2)(krH(kz/k)2-1|2)-1kz>k;]]>r_ns为测量噪信比，为已知数；为Euler方程u→(r,θ,z)=jρck▿p(r,θ,z)]]>中的值；E0=Σm=1MΣn=1N[cos(θn)p(rS,zm,θn)+ρcumn(rS,zm,θn)]·exp[jkrScos(θn)];]]>Δz＝L/M，z_m＝m·Δz-L/2；Δθ＝2π/N，θ_n＝n·Δθ-π。均为测量面上的已知几何量。