定位系統(tǒng)聲學(xué)性能及測(cè)量方法 固定波束形成

3聲源定位系統(tǒng)聲學(xué)性能及測(cè)量規(guī)范固定波束形成法本文件規(guī)定了基于固定波束形成法的聲源定位系統(tǒng)的術(shù)語(yǔ)、聲學(xué)性能、技術(shù)要求以及試驗(yàn)方法。 本文件適用于基于固定波束形成法的聲源定位系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)聲源定位系統(tǒng)）的設(shè)計(jì)、制造與校 下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修GB/T3222.1聲學(xué)環(huán)境噪聲的描述、測(cè)量與評(píng)價(jià)JJG449倍頻程和分?jǐn)?shù)倍頻程濾波器檢定規(guī)程聲源定位系統(tǒng)soundsource聲源定位系統(tǒng)成像區(qū)域內(nèi)用等值線和顏色顯示聲場(chǎng)及聲源在空4傳聲器陣列孔徑apertureofmicrophonearray通常指?jìng)髀暺麝嚵兄邢嗑嘧钸h(yuǎn)的兩個(gè)傳聲器聲中心之間的傳聲器陣列參考點(diǎn)referencepointofmicrophonearray注：對(duì)于均勻分布的傳聲器陣列，聲中心為陣列的幾何中心點(diǎn)；對(duì)于非均勻分布的傳聲器陣列，參考點(diǎn)由生產(chǎn)廠聲成像視角viewangleofacousticimage注：?jiǎn)挝粸槎?°)。成像動(dòng)態(tài)范圍dynamicrangeofacousticimage聲像圖上顯示的最小聲壓級(jí)與最大聲壓級(jí)之成像頻率上限upperlimitofimagingfrequency聲源定位系統(tǒng)成像區(qū)域內(nèi)不出現(xiàn)與真實(shí)聲源聲壓級(jí)相當(dāng)?shù)奶摷俾曉吹淖罡哳l率，由陣列最小傳聲 成像[分離]頻率下限lowerlimitofimaging[separati聲源定位系統(tǒng)能分辨兩個(gè)聲源的最低頻率，由空主旁瓣抑制比main-to-sidelobein［來(lái)源：JJF1034-2020，4.145弱信號(hào)探測(cè)能力detectioncapabilityofweaksignal？）4技術(shù)要求4.1概述聲源定位系統(tǒng)基于傳聲器陣列測(cè)量技術(shù)，測(cè)量一定空間內(nèi)聲波信號(hào)到達(dá)各傳聲器的相位以及聲波的幅值差異，經(jīng)波束形成方法計(jì)算，以圖像方式顯示聲源及其聲場(chǎng)在空間的分布。聲源定位系統(tǒng)一般由傳聲器陣列、視頻采集單元、陣列信號(hào)采集分析單元以及分析軟件等要素組成，主要應(yīng)用于噪聲源4.2一般要求4.2.1聲成像視角聲源定位系統(tǒng)聲成像的水平視角應(yīng)不小于（盡量不用否定語(yǔ)氣）60°（任意一個(gè)方向不小于30°),垂直視角應(yīng)不小于50°（任意一個(gè)方向不小于25°)。4.2.2成像頻率范圍4.2.3空間分辨率4.2.4主旁瓣抑制比4.2.5定位誤差4.2.6弱信號(hào)探測(cè)能力4.2.7最小探測(cè)距離65.1試驗(yàn)環(huán)境條件——相對(duì)濕度為（30～90）%；——靜壓為（80～106）kPa?！鄬?duì)濕度為50%；5.2主要試驗(yàn)儀器及設(shè)備在試驗(yàn)頻率范圍內(nèi)，聲頻信號(hào)發(fā)生器的頻率誤差不超穩(wěn)定性優(yōu)于±0.02dB。信號(hào)發(fā)生器能產(chǎn)生白噪聲信號(hào)，白噪聲的頻率范圍不應(yīng)小于聲源定位系統(tǒng)的頻在試驗(yàn)頻率范圍內(nèi)，測(cè)量放大器的頻率響應(yīng)不超過(guò)±0.2dB，總失真5.2.8消聲室5.3聲成像視角7測(cè)量放大器通道1聲頻信號(hào)發(fā)生器功率放大器聲源定位系統(tǒng)顯示設(shè)備通道2測(cè)量放大器通道1聲頻信號(hào)發(fā)生器功率放大器聲源定位系統(tǒng)顯示設(shè)備通道2角處放置兩個(gè)測(cè)試聲源，采用白噪聲作為激勵(lì)聲源。工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器放置在測(cè)試聲源正前方并與傳聲聲源位置，使聲源定位系統(tǒng)能準(zhǔn)確定位聲源(即聲像圖上聲壓最大位置處與聲源中心的距離在定位誤差θh=arctan(1)+arctan(1) 保持傳聲器陣列平面與聲源連線平行，將傳聲器陣列軸線旋轉(zhuǎn)90°,測(cè)量可得聲成像垂直視角θv。測(cè)試聲源系統(tǒng)(雙聲源)測(cè)試聲源1測(cè)試聲源2工作標(biāo)準(zhǔn)傳聲器聲源定位系統(tǒng)陣列全消聲室5.4成像頻率范圍置一個(gè)測(cè)量聲源，采用正弦信號(hào)激勵(lì)聲源，調(diào)整聲源聲壓級(jí)至少比背景噪聲高20dB，設(shè)置成像動(dòng)態(tài)外一個(gè)與測(cè)試聲源對(duì)稱(chēng)且聲壓級(jí)相當(dāng)?shù)珜?shí)際不存在的虛像時(shí)，信號(hào)發(fā)生器的頻率fi為聲源定位系統(tǒng)的8聲頻信號(hào)發(fā)生器功率放大器聲源定位系統(tǒng)顯示設(shè)備聲頻信號(hào)發(fā)生器功率放大器聲源定位系統(tǒng)顯示設(shè)備測(cè)量聲源系統(tǒng)（單聲源）聲源定位系統(tǒng)陣列全消聲室像圖中兩聲源的3dB動(dòng)態(tài)范圍邊界剛好相切或分離，此時(shí)信號(hào)發(fā)生器的頻率fi即為聲源定位系統(tǒng)的成5.5空間分辨率5.6主旁瓣抑制比5.7定位誤差5.8弱信號(hào)探測(cè)能力聲源定位系統(tǒng)成像弱信號(hào)探測(cè)能力的測(cè)量裝置示意圖見(jiàn)置一個(gè)測(cè)試聲源，采用正弦信號(hào)激勵(lì)聲源。在成像定位系統(tǒng)測(cè)量頻點(diǎn)fi處的弱信號(hào)探測(cè)能力。5.9最小探測(cè)距離聲源定位系統(tǒng)最小探測(cè)距離的測(cè)量裝置示意圖見(jiàn)圖3。在減小聲源到傳聲器陣列之間的距離，每次測(cè)量平均時(shí)間至少為10sfi處的最小探測(cè)距離。以及前方右側(cè)角落處放置測(cè)試聲源2，要求右側(cè)角落方向與傳聲器陣列參考方向的夾角大于60°。在