本文關(guān)鍵詞：聲陣列超指向性測(cè)量機(jī)理及方法研究

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【摘要】：城市交通噪聲隨著交通強(qiáng)度、交通車(chē)輛持有量和道路網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)張?jiān)絹?lái)越顯著影響城市聲環(huán)境及人們的身心健康。這類(lèi)行駛車(chē)輛噪聲是由多個(gè)聲源的聲輻射疊加而成,具有多源、強(qiáng)指向性、非連續(xù)等特征,其危害嚴(yán)重,測(cè)量比靜止聲源困難。如何有效測(cè)量該聲場(chǎng)已成為聲學(xué)測(cè)量難題,同時(shí)也是城市規(guī)劃的關(guān)鍵依據(jù)。基于此,本文提出聲陣列超指向性測(cè)量即以聲場(chǎng)指向性特征為基礎(chǔ)優(yōu)化形成聲陣列超指向性,以提高聲陣列的聲源分辨和聲場(chǎng)測(cè)量能力。本論文是在兩項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金(61271387、61401245)的資助與支持下完成的,論文的主要工作包括:(1)在現(xiàn)有文獻(xiàn)分析基礎(chǔ)上,指出了聲陣列超指向性測(cè)量研究的背景、社會(huì)及科學(xué)意義與價(jià)值,且詳細(xì)介紹了聲陣列超指向性測(cè)量得國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。(2)詳細(xì)給出了聲陣列超指向性的基本概念、明確了聲陣列超指向性的形成過(guò)程及其關(guān)鍵描述參數(shù)及特點(diǎn),并推導(dǎo)了相應(yīng)的約束條件,明確了超指向的形成機(jī)理,最后以信噪比為權(quán)重,構(gòu)建了最大信噪比聲陣列超指向性數(shù)學(xué)模型,并對(duì)模型的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了討論。(3)研究了運(yùn)動(dòng)聲場(chǎng)的指向性測(cè)量基礎(chǔ),并分析了點(diǎn)聲源在勻速直線和勻加速直線運(yùn)動(dòng)下的指向性特征以及關(guān)鍵參數(shù)聲矢量R(t)的影響。同時(shí),通過(guò)研究與分析給出了運(yùn)動(dòng)聲場(chǎng)的超指向性聲陣列的搭建和評(píng)價(jià)參數(shù)。(4)分別推導(dǎo)計(jì)算出了矩形陣列、圓形陣列的指向性函數(shù)表達(dá)式,并對(duì)其進(jìn)行了指向性仿真模擬分析,并將其與非規(guī)則形狀陣列進(jìn)行了指向特性對(duì)比分析,得出了指向性較優(yōu)陣列。給出了一種隨機(jī)生成的圓環(huán)形傳聲器陣列,經(jīng)過(guò)模擬仿真分析,此隨機(jī)陣列指向性能優(yōu)于以上形狀陣列。(5)最后,為進(jìn)一步驗(yàn)證方法的有效性和超指向性的穩(wěn)健性,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量。針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)要求,分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:超指向性聲陣列具有最大信噪比、主瓣波束寬度窄、旁瓣抑制性好的特點(diǎn),且能精確的定位不同聲強(qiáng)度的聲源,為今后聲陣列測(cè)量多個(gè)和弱聲源提供了理論和技術(shù)指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：聲陣列 超指向性 最大信噪比 多普勒效應(yīng) 矩形陣 圓形陣 隨機(jī)陣
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U491.91;TB53
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.1.1 研究背景11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排14-17
• 第2章 聲陣列超指向性測(cè)量17-39
• 2.1 指向性和超指向性概念17-19
• 2.1.1 指向性17-18
• 2.1.2 超指向性18-19
• 2.2 聲陣列超指向性形成及建模19-22
• 2.2.1 形成過(guò)程19-20
• 2.2.2 數(shù)學(xué)模型20-22
• 2.3 運(yùn)動(dòng)聲場(chǎng)的指向性及特征分析22-31
• 2.3.1 指向性測(cè)量22-23
• 2.3.2 點(diǎn)源勻速直線運(yùn)動(dòng)的指向性特征分析23-26
• 2.3.3 點(diǎn)源勻加速直線運(yùn)動(dòng)的指向性特征分析26-29
• 2.3.4 關(guān)鍵參數(shù)聲矢量R(t)的計(jì)算29-31
• 2.4 運(yùn)動(dòng)聲場(chǎng)的超指向性聲陣列搭建和評(píng)價(jià)參數(shù)31-36
• 2.4.1 超指向性聲陣列搭建31-32
• 2.4.2 超指向性聲陣列性能評(píng)價(jià)參數(shù)32-36
• 2.5 本章小結(jié)36-39
• 第3章 聲陣列超指向性形成及數(shù)值分析39-59
• 3.1 不同陣列的指向性函數(shù)推導(dǎo)與計(jì)算39-42
• 3.1.1 均勻線列陣指向性函數(shù)39-40
• 3.1.2 矩形陣列指向性函數(shù)40-41
• 3.1.3 圓形陣列指向性函數(shù)41-42
• 3.2 指向性圖及指向特性分析42-57
• 3.2.1 陣元形狀對(duì)指向性的影響42-48
• 3.2.2 陣元數(shù)目對(duì)指向性的影響48-51
• 3.2.3 陣列孔徑對(duì)指向性的影響51-54
• 3.2.4 一種隨機(jī)聲陣列的生成54-56
• 3.2.5 最優(yōu)聲陣列形式的選擇56-57
• 3.3 本章小結(jié)57-59
• 第4章 實(shí)驗(yàn)測(cè)試59-67
• 4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募胺桨?/span>59-60
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>59
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)方案59-60
• 4.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及設(shè)備60-63
• 4.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及參數(shù)63-66
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)63-64
• 4.3.2 室外實(shí)驗(yàn)64-65
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析65-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第5章 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 總結(jié)67-68
• 5.2 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況73-75
• 致謝75-77
• 附錄77

【相似文獻(xiàn)】

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