专利名称：一种采用双面振速测量和局部声全息法的分离声场方法
技术领域：
本发明涉及的是一种声场分离和重建方法。
背景技术：
在实际测量时，通常会遇到测量面两侧都有声源，或是测量面的一侧存在反射或散射的情况。而实际工程中，为了更加准确的研究目标声源的声辐射特性或反射面的反射特性，需要将来自测量面两侧的辐射声分开。现有分离方法包括:(I)基于Fourier变换的单面声场分离技术(《物理学报》(2009年58卷12期))。该方法能够去除奇异性，可以采用单面测量进行声场分离，该方法的缺点是受到傅里叶变换算法的影响，测量面孔径至少是重构面大小的数倍大时才能得到准确分离结果，因此测量量较大，无法对大型声源进行分离；(2)基于双面振速测量的声场分离技术(《声学学报》(2010年35卷6期))。该方法首先测量两个平行等间距测量面上的法向质点振速，再采用傅里叶法分离入射和辐射声场，该方法能够获得更高的法向质点振速精度，但却仍然受到测量孔径大小的限制；(3)双面声压测量的Patch声场分离方法。毕传兴等人在《合肥工业大学学报》(2011年34卷3期)的文章中提出先采用基于空间Fourier变换的双面声压声场分离技术清除全息面背向声源的干扰，再采用基于波数域外推的PatNAH技术进行声源局部重建。该方法解决了测量空间大小的限制，能够用于声场分离和重建过程，但其缺点是计算量大、效率低、计算时间长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种效率更高、时间更短、适用于大尺寸声源声场的采用双面振速测量和局部声全息法的分离声场方法。本发明的目的是这样实现的:本发明的采用双面振速测量和局部声全息法的分离声场方法，包括如下步骤:(I)获取测量面上法向质点振速:在由声源I和声源2构成的被测声场中，位于声源I和声源2之间有测量面S1，在测量面S1和声源2之间设置一个与测量面S1平行、且相隔距离为d的测量面S2 ;在两测量面上分别分布有测量网格点，相邻网格点之间的距离小于半个波长，通过获取各网格点处的法向质点振速幅值和相位信息获得测量面上的法向质点振速；(2)分别对位于两个声源之间的两个测量面S1和S2进行补零扩展，获取扩展测量面51+和S2+,对两个测量面上的法向质点振速进行补零扩展，得到扩展测量面上的法向质点振速；(3)获取两个扩展测量面上法向质点振速之间的传递矩阵；(4)计算两个测量面上由两侧声源分别辐射的法向质点振速的补零扩展值；(5)建立两个扩展测量面与两个声源表面之间的传递矩阵；(6)获取第一声源面和第二声源面上的法向质点振速。
本发明还可以包括:
1、扩展测量面S1+上法向质点振速为:
权利要求
1.一种采用双面振速测量和局部声全息法的分离声场方法，其特征是包括如下步骤: (O获取测量面上法向质点振速:在由声源I和声源2构成的被测声场中，位于声源I和声源2之间有测量面S1，在测量面S1和声源2之间设置一个与测量面S1平行、且相隔距离为d的测量面S2 ;在两测量面上分别分布有测量网格点，相邻网格点之间的距离小于半个波长，通过获取各网格点处的法向质点振速幅值和相位信息获得测量面上的法向质点振速； (2)分别对位于两个声源之间的两个测量面S1和S2进行补零扩展，获取扩展测量面S1+和S2+,对两个测量面上的法向质点振速进行补零扩展，得到扩展测量面上的法向质点振速； (3)获取两个扩展测量面上法向质点振速之间的传递矩阵； (4)计算两个测量面上由两侧声源分别辐射的法向质点振速的补零扩展值； (5)建立两个扩展测量面与两个声源表面之间的传递矩阵； (6)获取第一声源面和第二声源面上的法向质点振速。
2.根据权利要求1所述的采用双面振速测量和局部声全息法的分离声场方法，其特征 是扩展测量面S1+上法向质点振速为:
3.根据权利要求2所述的采用双面振速测量和局部声全息法的分离声场方法，其特征是两个扩展测量面上法向质点振速之间的传递矩阵为-.W1= DHk F1G1F，其中G1 、
4.根据权利要求3所述的采用双面振速测量和局部声全息法的分离声场方法，其特征是两个测量面上由两侧声源分别辐射的法向质点振速的补零扩展值为:
5.根据权利要求4所述的采用双面振速测量和局部声全息法的分离声场方法，其特征是两个扩展测量面与两个声源表面之间的传递矩阵为:
6.根据权利要求5所述的采用双面振速测量和局部声全息法的分离声场方法，其特征是第一声源面和第二声源面上法向质点振速为:
7.根据权利要求6所述的采用双面振速测量和局部声全息法的分离声场方法，其特征是测量面为平面、柱面或球面。
8.根据权利要求7所述的采用双面振速测量和局部声全息法的分离声场方法，其特征是第一声源为主声源，第二声源为噪声源、反射源或散射源。
9.根据权利要求8所述的采用双面振速测量和局部声全息法的分离声场方法，其特征是网格点上法向质点振速的幅值和相位采用单个或多个振速传感器分别在两测量面上扫描采样、采用法向质点振速传感器阵列分别在两测量面上快照、或采用双法向振速传感器阵列在两测量面上一次快 照获得。
全文摘要
本发明提供的是一种采用双面振速测量和局部声全息法的分离声场方法。(1)获取测量面上法向质点振速；(2)分别对位于两个声源之间的两个测量面进行补零扩展，获取扩展测量面，对两个测量面上的法向质点振速进行补零扩展，得到扩展测量面上的法向质点振速；(3)获取两个扩展测量面上法向质点振速之间的传递矩阵；(4)计算两个测量面上由两侧声源分别辐射的法向质点振速的补零扩展值；(5)建立两个扩展测量面与两个声源表面之间的传递矩阵；(6)获取第一声源面和第二声源面上的法向质点振速。本发明效率更高、时间更短、适用于大尺寸声源声场的分离声场。
文档编号G01H17/00GK103217214SQ20131008456
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月18日 优先权日2013年3月18日
发明者胡博, 杨德森, 时胜国 申请人:哈尔滨工程大学