专利名称：一种基于单面测量和局部声全息法的分离声场方法
技术领域：
本发明涉及噪声领域，具体涉及一种适用于大型声源的声场分离和重建的声场分离和重构方法。
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，即便能够得到声场分离结果，仍需要继续对声源面进行声场重构；(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)基于声压和速度测量的统计最优声场分离方法。Jacobsen等人在《J. Acoust. Soc. Am》(2007年121卷3期)的文章中提出基于声压和速度测量的统计最优声场分离方法，该方法采用P-U声强探头，在单测量面上对局部声压和质点振速信息进行测量，再采用建立的联合求解公式实现来自测量面两侧的辐射声场分离和声源面的重建，该方法解决了测量空间大小的限制，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分离声场方法。本发明的目的是这样实现的基于单面测量和局部声全息法的分离声场方法，包括如下步骤(I)获取测量面上声压和法向质点振速由第一声源和第二声源构成的被测声场中，在位于两个声源之间的测量面上呈网格式分布有测量点，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声压幅值和相位信息获得测量面上的声压，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)对位于两个声源之间的测量面进行补零扩展，获取扩展测量面，对测量面上的声压和法向质点振速进行补零扩展，得到扩展测量面上的声压和法向质点振速；(3)获取扩展测量面与两个声源表面即声源面之间的传递矩阵；(4)建立测量面上声压和法向质点振速之间的传递关系；(5)获取第一声源面和第二声源面上的声压和法向质点振速。
获取扩展测量面上的声压为
权利要求
1.一种基于单面测量和局部声全息法的分离声场方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)获取测量面上声压和法向质点振速由第一声源和第二声源构成的被测声场中，在位于两个声源之间的测量面上呈网格式分布有测量点，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声压幅值和相位信息获得测量面上的声压，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)对位于两个声源之间的测量面进行补零扩展，获取扩展测量面，对测量面上的声压和法向质点振速进行补零扩展，得到扩展测量面上的声压和法向质点振速； (3)获取扩展测量面与两个声源表面即声源面之间的传递矩阵； (4)建立测量面上声压和法向质点振速之间的传递关系； (5)获取第一声源面和第二声源面上的声压和法向质点振速。
2.根据权利要求I所述的一种基于单面测量和局部声全息法的分离声场方法，其特征在于， 所述获取扩展测量面上的声压为
3.根据权利要去I或2所述的一种基于单面测量和局部声全息法的分离声场方法,其特征在于所述测量面为平面、柱面或球面。
4.根据权利要去I或2所述的一种基于单面测量和局部声全息法的分离声场方法,其特征在于所述第一声源为主声源，第二声源为噪声源、反射源或散射源。
5.根据权利要去I或2所述的一种基于单面测量和局部声全息法的分离声场方法,其特征在于所述网格点上的声压、法向质点振速的幅值和相位采用p-u声强探头在测量面上扫描采样、快照获得。
全文摘要
本发明涉及噪声领域，具体涉及一种适用于大型声源的声场分离和重建的声场分离和重构方法。本发明包括如下步骤获取测量面上声压和法向质点振速；对位于两个声源之间的测量面进行补零扩展；获取扩展测量面与两个声源表面即声源面之间的传递矩阵；建立测量面上声压和法向质点振速之间的传递关系；获取第一声源面和第二声源面上的声压和法向质点振速。本发明采用单测量面和局部近场声全息法进行声场分离和重构，具有方法简单、计算时间短、计算效率高的特点。可以广泛应用于大尺寸声源声场的近场声全息测量、材料反射系数的测量、散射声场的分离等。
文档编号G01H17/00GK102901559SQ20121037431
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者杨德森, 胡博, 时胜国, 李思纯, 洪连进, 方尔正, 张揽月, 莫士奇, 朱中锐, 时洁 申请人:哈尔滨工程大学