使用自适应孔径相控阵列的噪声源分解系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及用于使用自适应孔径相控阵列进行噪声源分解的系统和方法。
【背景技术】
[0002]人们经常对噪声和噪声源或噪声原因进行分析以了解噪声产生背后的物理性质。例如，可以进行分析以识别噪声来自哪里。这种类型的分析可以在设备测试中执行。例如，可以收集飞行器发动机(如喷气发动机)的噪声数据。可以分析收集的噪声数据以确定喷气发动机内部或外部的哪些组件引起噪声。这些不同组件还可以被称作组件噪声源。喷气发动机内的不同结构或物理兀件或喷气发动机生成的喷射排气，包括，例如，在喷气发动机的管道和入口内的不同表面和高速排气流可能引起不同频率的不同噪声。
[0003]尽管用于分析噪声数据的常规系统和方法提供一些有用信息，但没有一个能从在多相位阵列位置处获得的所收集的相位阵列数据中提取噪声子分量(subcomponent)频谱并将这些数据投影到任何容许的感兴趣空间位置。另外，没有一个能够提供基于不同源位置定义的子分量源位置的频率和方向性变化。
[0004]因此，人们需要一种克服上述常规系统和方法的缺点的系统和方法。
【发明内容】
[0005]在一个方面，一种用于确定受测设备的至少一个特性的系统。声音传感器的第一阵列安装在平台上。声音传感器的第二阵列包括安装在间隔开的固定位置中的声音传感器。处理系统处理来自声音传感器的第一阵列中的声音传感器的第一信息和来自声音传感器的第二阵列的第二信息。处理系统被配置为针对多个预定点收集和存储第一和第二信息，空间上滤波第一信息，处理滤波后的第一信息且随后基于第二信息校准滤波后的第一信息以及进一步处理校准的第一信息以获得所选位置处的特性。
[0006]在一个进一步实施例中，平台从相对于受测设备的开始位置到相对于受测设备的结束位置是可移动的。进一步，间隔开的固定位置是相对于受测设备的。最后，处理系统进一步被配置为，随着声音传感器的第一阵列从开始位置移动到结束位置，针对多个预定点收集和存储第一和第二信息。
[0007]在另一个进一步实施例中，平台是固定的且处理系统被配置为，随着受测设备从开始位置移动到结束位置，收集和存储第一和第二信息。
[0008]处理系统可以进一步被配置为从处理和校准的第一信息中提取源位置信息。第一阵列可以是自适应孔径平面阵列。第二阵列可以是环形阵列，其中第二阵列中的每个声音传感器与位于受测设备的邻近位置处的原点间隔相等距离。第一信息的处理可以包括确定可用频率范围和可用第一阵列位置。第一信息的处理可以包括校正距离、大气吸收、压力倍增和剪切层折射效果中的至少一个。第一信息的处理可以包括确定滤波后的第一信息能够在其上投影的空间。第一信息的处理可以包括确定滤波后的第一信息内的每个点的噪声源方向性特性。
[0009]在另一个方面，一种用于确定受测设备的至少一个特性的计算机实施方法。从声音传感器的第一阵列收集和存储第一信息，第一阵列安装在平台上。从声音传感器的第二阵列收集和存储第二信息，第二阵列中的每个声音传感器安装在间隔开的固定位置中。针对多个预定点收集和存储第一信息和第二信息。接下来，空间上滤波第一信息。处理滤波后的第一信息且随后基于第二信息校准滤波后的第一信息。最后，处理校准的第一信息以获得所选位置处的特性。
[0010]在一个进一步实施例中，平台从相对于受测设备的开始位置到相对于受测设备的结束位置是可移动的，并且间隔开的固定位置是相对于受测设备的。此外，随着声音传感器的第一阵列从开始位置移动到结束位置，针对多个预定点收集和存储第一和第二信息。
[0011]在另一个进一步实施例中，平台是固定的，并且随着受测设备从开始位置移动到结束位置，收集和存储第一和第二信息。
[0012]在又一个方面中，一种存储用于确定声音源的至少一个特性的计算机可用程序代码的永久计算机可读存储介质。提供用于收集和存储来自声音传感器的第一阵列的第一信息和来自声音传感器的第二阵列的第二信息的程序代码，第一阵列安装在平台上，平台从相对于噪声源的开始位置到相对于噪声源的结束位置是可移动的，第二阵列中的每个声音传感器安装在相对于噪声源的间隔开的固定位置中，随着声音传感器的第一阵列从开始位置移动到结束位置，针对多个预定点收集和存储第一信息和第二信息。还提供空间上滤波第一信息的程序代码。还提供用于处理滤波后的第一信息且随后基于第二信息校准滤波后的第一信息的程序代码。最后，提供进一步处理校准的第一信息以获得所选位置处的特性的程序代码。
[0013]在一个进一步实施例中，平台从相对于受测设备的开始位置到相对于受测设备的结束位置是可移动的。间隔开的固定位置是相对于受测设备而言的。最后，用于收集和存储的程序代码还随着声音传感器的第一阵列从开始位置移动到结束位置，针对多个预定点收集和存储第一和第二信息。
[0014]在另一个进一步实施例中，平台是固定的且用于收集和存储的程序代码还随着受测设备从开始位置移动到结束位置，收集和存储第一和第二信息。
[0015]已经讨论的上述特征、功能和优点能够在各种实施例中独立地实现或可以在其他实施例中组合，参考下述描述和附图能够了解本发明的各种实施例的进一步细节。
[0016]此外，本发明包括根据以下条款的实施例:
[0017]条款1.一种用于确定受测设备的至少一个特性的系统，包括:
[0018]声音传感器的第一阵列，第一阵列安装在平台上；
[0019]声音传感器的第二阵列，第二阵列中的每个声音传感器安装在间隔开的固定位置中；和
[0020]处理系统，其用于处理来自声音传感器的第一阵列中的声音传感器的第一信息和来自声音传感器的第二阵列的第二信息，处理系统被配置为针对多个预定点收集和存储第一和第二信息，空间上滤波第一信息以创建滤波后的第一信息，处理滤波后的第一信息且随后基于第二信息校准滤波后的第一信息以及进一步处理校准的第一信息以获得所选位置处的特性。
[0021]条款2.根据条款1的系统，其中平台从相对于受测设备的开始位置到相对于受测设备的结束位置是可移动的，其中间隔开的固定位置是相对于受测设备而言的，其中处理系统进一步被配置为，随着声音传感器的第一阵列从开始位置移动到结束位置，针对多个预定点收集和存储第一和第二信息。
[0022]条款3.根据条款1的系统，其中，平台是固定的；并且其中处理系统被配置为，随着受测设备从开始位置移动到结束位置，收集和存储第一和第二信息。
[0023]条款4.根据条款1的系统，其中处理系统进一步被配置为从处理和校准的第一信息中提取源位置信息。
[0024]条款5.根据条款1的系统，其中第一阵列是自适应孔径阵列。
[0025]条款6.根据条款2的系统，其中第二阵列是环形阵列，其中第二阵列中的每个声音传感器与位于受测设备的邻近位置处的原点间隔相等距离。
[0026]条款7.根据条款1的系统，其中第一信息的处理包括确定可用频率范围和可用第一阵列位置。
[0027]条款8.根据条款1的系统，其中第一信息的处理包括校正距离、大气吸收、压力倍增和剪切层折射效果中的至少一个。
[0028]条款9.根据条款1的系统，其中第一信息的处理包括确定滤波后的第一信息能够在其上投影的空间。
[0029]条款10.根据条款1的系统，其中第一信息的处理包括确定滤波后的第一信息内的每个点的噪声源方向性特性。
[0030]条款11.一种用于确定受测设备的至少一个特性的计算机实施方法，所述方法包括以下步骤:
[0031]收集和存储来自声音传感器的第一阵列的第一信息和来自声音传感器的第二阵列的第二信息，第一阵列安装在平台上，第二阵列内的每个声音传感器安装在间隔开的固定位置中，针对多个预定点收集和存储第一信息和第二信息；
[0032]空间上滤波第一信息以创建滤波后的第一信息；
[0033]处理滤波后的第一信息且随后基于第二信息校准滤波后的第一信息，以及
[0034]进一步处理校准的第一信息以获得所选位置处的特性。
[0035]条款12.根据条款11的方法，其中平台从相对于受测设备的开始位置到相对于受测设备的结束位置是可移动的，其中间隔开的固定位置是相对于受测设备而言的，其中，收集和存储步骤随着声音传感器的第一阵列从开始位置移动到结束位置，针对多个预定点收集和存储第一和第二信息。
[0036]条款13.根据条款11的方法，其中平台是固定的；并且其中，收集和存储步骤随着受测设备从开始位置移动到结束位置，收集和存储第一和第二信息。
[0037]条款14.根据条款11的方法，还包括从处理和校准的第一信息中提取源位置信息的步骤。
[0038]条款15.根据条款11的方法，其中第一信息的处理步骤包括确定可用频率范围和可用第一阵列位置。
[0039]条款16.根据条款11的方法，其中第一信息的处理步骤包括校正距离、大气吸收损耗、压力倍增和剪切层折射效果中的至少一个。
[0040]条款17.根据条款11的方法，其中第一信息的处理步骤包括确定滤波后的第一信息能够在其上投影的空间。
[0041]条款18.—种存储用于确定受测设备的至少一个特性的计算机可用程序代码的永久计算机可读存储介质，其包括:
[0042]用于收集和存储来自声音传感器的第一阵列的第一信息和来自声音传感器的第二阵列的第二信息的程序代码，第