專利名稱：散射聲預測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種散射聲預測方法。
背景技術：
散射聲控制在軍事上有重要應用，可使?jié)撏У人挛矬w避開探測系統(tǒng)的監(jiān)測。傳統(tǒng)的方法是在散射體表面鋪放吸聲材料，然而它在低頻段降噪效果不佳。散射聲有源控制技術可作用于低頻范圍，但在應用中存在困難實際的有源控制系統(tǒng)中誤差傳感器測量得到的是總聲場信息，而計算最優(yōu)控制源所需的是散射場信息。已有的方法可以在一維條件下區(qū)分入射聲和反射聲；對于三維散射體，法國科學家(E.Friot，C.Bordier，“Real-time active suppression of scattered acoustic radiation，”J.SoundVib.Volume 278，563-580)提出，可通過對總聲場的濾波來區(qū)分散射聲，但需要復雜的前期測量來確定濾波器參數。
現有技術還未能提供一種預測準確、計算簡單的三維散射聲預測方法，用于實際的散射聲有源控制系統(tǒng)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種預測準確、計算簡單的三維散射聲預測方法。而且傳聲器陣列的布放位置在實際應用中可行。該方法通過測量散射體表面離散點處的聲壓和設定散射體表面離散點至空間中預測點的格林函數，解決了從總聲場中區(qū)分散射聲的問題。
A)本發(fā)明是通過以下技術方案來實現的在散射體表面的離散點上布放傳聲器陣列，用于測量其位置處的聲壓
B)設定散射體表面的各傳聲器位置至空間中預測點的格林函數
將A)的測量結果與B)的設定值代入如下公式，可得空間中的散射聲壓 其中Si為散射體表面上各離散點所代表的面積。
傳聲器陣列均勻布放于散射體表面，即對于球狀散射體，傳聲器陣列將布放于以散射體表面作為外接圓的正多面體頂點上；對于其它具有一定形狀和體積的散射體，傳聲器陣列將布放于以散射體表面作為外接曲面的不規(guī)則多面體頂點上。在球狀散射體表面均勻布放四個傳聲器，預測球坐標系下

點的散射聲；在球狀散射體表面均勻布放八個傳聲器，預測球坐標系下


點的散射聲。其中，坐標原點為球狀散射體中心。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過設定散射體表面離散點至聲場中預測點的格林函數，實現比現有預測方法更準確、更簡單的預測方法。本發(fā)明中傳聲器陣列的布放位置在實際應用中是可行的。
四

圖1是本發(fā)明的陣列結構示意圖； 圖2是本發(fā)明的原理框圖； 圖3是散射體表面均勻布放四個傳聲器，預測球坐標系下

點的散射聲時的幅度誤差(圖3a)和相位誤差(圖3b)。
圖4是散射體表面均勻布放八個傳聲器，預測球坐標系下

點的散射聲時的幅度誤差(圖4a)和相位誤差(圖4b)。
五具體實施例方式 下面通過實例對本發(fā)明進行詳細說明如圖1所示，本實施例的散射聲預測技術包括均勻布放在散射體表面的傳聲器陣列對于球狀散射體，傳聲器陣列布放在以散射體表面作為外接圓的正多面體頂點上；對于其它具有一定形狀和體積的散射體，傳聲器陣列將布放于以散射體表面作為外接曲面的不規(guī)則多面體頂點上。如圖2所示，本發(fā)明包括兩個部分散射體表面離散點處聲壓的測量模塊，散射體表面離散點至空間中預測點的格林函數的設定。
由聲場中任一點總聲壓的表達式 及入射聲表達式 可得散射聲表達式 pi和ps代表入射聲壓和散射聲壓，

為聲源強度，

為初級源在散射體表面S上

點的總聲壓，

為從

點到

點的格林函數。對于剛性散射體，其表面的聲壓梯度為0，則空間中的散射聲壓可表示為 離散后可得 在(5)式中，

由布放于散射體表面的傳聲器陣列測量得到；散射體表面離散點至空間中預測點的格林函數設定為對于球狀散射體，當傳聲器陣列均勻布放在散射體表面時，Si＝4πa2/N，其中a為散射體半徑。
本實施例中在半徑為0.18m的球狀散射體表面均勻布放4個傳聲器，來預測球坐標系下

的散射聲；在此散射體表面均勻布放8個傳聲器，來預測球坐標系下

的散射聲。其中，坐標原點為球狀散射體中心。圖3和圖4顯示了在一定的幅度誤差和相位誤差范圍內，通過測量散射體表面離散點處的聲壓和設定散射體表面離散點至聲場中預測點的格林函數可以有效的預測空間中的散射聲。
權利要求
1、散射聲預測方法其特征是在散射體表面的離散點上布放傳聲器陣列，用于測量其位置處的聲壓
設定散射體表面的各傳聲器位置至空間中預測點的格林函數
將測量的結果與設定的格林函數值代入如下公式，得空間中的散射聲壓其中Si為散射體表面上各離散點所代表的面積。
傳聲器陣列均勻布放于散射體表面，即對于球狀散射體，傳聲器陣列將布放于以散射體表面作為外接圓的正多面體頂點上；對于其它具有一定形狀和體積的散射體，傳聲器陣列將布放于以散射體表面作為外接曲面的不規(guī)則多面體頂點上。
2、根據權利要求1所述的散射聲預測方法其特征是
在球狀散射體表面均勻布放四個傳聲器，預測球坐標系下
點的散射聲；在球狀散射體表面均勻布放八個傳聲器，預測球坐標系下
點的散射聲。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種散射聲預測方法在散射體表面的離散點上布放傳聲器陣列，用于測量其位置處的聲壓p(ri)；設定散射體表面的各傳聲器位置至空間中預測點的格林函數G(re|ri)G(re|ri)＝e→jk|r3-[e-ri|]/(4π|re-ri|)；將測量的結果與設定的格林函數值代入下式，得空間中的散射聲壓ps(re)≈-∑p(ri)(/n)G(re|ri)Si，其中Si為散射體表面上各離散點所代表的面積。傳聲器陣列均勻布放于散射體表面，或布放于以散射體表面作為外接曲面的不規(guī)則多面體頂點上。該散射聲預測方法比現有方法預測準確、計算簡單。
文檔編號G01H17/00GK101387547SQ20081015565
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月28日 優(yōu)先權日2008年10月28日
發(fā)明者寧 韓, 邱小軍 申請人:南京大學