[發明專利]一種相控陣強聲驅鳥裝置及方法

在審

• 申請號: 202010594617.6
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111602647A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 冀慶斌;劉景偉
• 申請（專利權）人: 大連迪瑞泰克科技有限公司
• 主分類號: A01M29/16
• 分類號: A01M29/16;H04R1/40;H04R3/12
• 代理公司: 北京東正專利代理事務所(普通合伙) 11312
• 代理人: 劉瑜冬

本申請公開了一種相控陣強聲驅鳥裝置，包括云臺及轉動連接在云臺上的揚聲器陣列，揚聲器陣列通過陣列外殼支架活動連接在云臺上，揚聲器陣列連接電控單元，實現對揚聲器陣列所接收的電信號進行控制，該裝置驅鳥根據鳥禽的飛行方位和距離，利用電信號處理模塊控制信號振幅、相位、頻率實現發射聲波信號的空間相互干涉建立特定的空間聲場分布，即揚聲器陣元在相同的電信號下，所發出的聲波在遠場區進行相干疊加后形成新的聲場。本申請的方案通過改變各陣元電氣特性參數來調整聲場空間分布，將聲場能量集中在主波束上，輻射距離更遠，且利用多通道延時方法實現陣列波束在上下、左右方向的偏轉，配合云臺使用達到陣列系統360°全方位移動。

技術領域

本申請的技術方案屬于聲學設備及聲波干涉合成方法技術領域，尤其涉及在機場、航空發射場、農作物種植場、高壓電網架設線路等區域廣泛使用的飛禽驅逐聲學裝置及驅逐方法，更為具體是一種相控陣強聲驅鳥裝置及方法。

背景技術

隨著人類生產、生活活動的日益密集，很多環境區域中都需要驅逐飛禽進入該區域。例如：在機場飛機起飛、降落的區域及特定高度范圍內，嚴格禁入鳥類進入，否則將對飛行產生重大安全隱患；在電網架設的區域由于鳥禽觸電事故可能會導致整個電網運行的穩定性；在農產品種植區域，鳥群的侵入會引起農作物的減產，造成農作物損失。因此，在很多場合下都需要采用特殊的裝置和方法來驅逐鳥禽避免危險和損失發生。在驅逐鳥群時，傳統的方式是通過強烈的噪聲驅散鳥群，但由于強噪聲在方向上無法做出選擇，同時對環境還附加了噪聲污染，因此逐漸被具有高聲強、多方向的聲場所替換。現有強聲驅鳥裝置在各個領域中的應用是非常廣泛的，取得的效果也是顯著的，杜絕了大部分鳥害發生，保證了安全。這種強聲驅鳥裝置主要利用聲學聲場效應，對作業范圍內活動的鳥類神經系統進行突發性刺激從而對具有潛在威脅的鳥禽進行有效驅離。強聲驅鳥裝置一般分為定向強聲驅鳥裝置和全向強聲驅鳥裝置兩種，定向的裝置可安裝在云臺部分實現全向驅鳥功能。在聲場頻率的選擇上，如果頻率選擇過高將導致聲場覆蓋范圍的降低，僅通過單一提高發射功率會導致設備的尺寸增加，從而造成成本增加、經濟效益降低。如何利用低功率驅鳥裝置，在低聲場發射功率的情況下，達到大范圍、快捷、定向對禁止飛禽進入的區域實施驅逐鳥禽的目的成為驅鳥設備研發的關鍵，這要求在驅鳥的聲場原理和方法上進行創造性革新，探索一種新型高效驅散鳥禽的裝置。

發明內容

本申請的技術方案，就是為解決現有的全向強聲驅鳥裝置在實現在全方位驅散功能時需要的工作聲源功率高，作用距離短；安裝在云臺上的定向裝置雖然增加了作用距離遠，但通常速度較慢，聲場能量不能集中在需要的方向上實現快速目標方向調整，無法實現跟蹤驅散的目的。為克服現有強聲驅鳥裝置中存在的缺陷和不足，本申請提出一種利用聲場干涉原理快速調節聲場波振面的驅鳥裝置和方法，即一種相控陣強聲驅鳥裝置，該裝置由多個揚聲器陣元按照一定的幾何陣型排列組成的陣列式揚聲系統，通過改變各陣元電氣特性參數來調整聲場空間分布，將聲場能量集中在主波束上，使輻射距離更遠，且利用多通道延時方法實現陣列波束在上下、左右方向可偏轉，陣列波束瞬時可偏轉到鳥類飛行或停留的方向，再配合云臺使用，可使陣列系統360°全方位移動，在鳥類的不定向飛行過程中持續跟蹤，彌補了現有驅鳥技術的缺陷和不足。

實現上述發明目的的本申請采用技術方案為：一種相控陣強聲驅鳥裝置，包括云臺及轉動連接在云臺上的揚聲器陣列，揚聲器陣列通過陣列外殼支架活動連接在云臺上，揚聲器陣列連接電控單元，實現揚聲器陣列所接收的電信號的控制。驅鳥裝置的揚聲器陣列由至少兩個以上揚聲器陣元按照矩陣排列方式組成；云臺能夠俯仰及水平轉動，從而達到揚聲器陣列的全方位調整；轉動連接在云臺上的陣列外殼支架也能夠進行俯仰轉動。矩陣陣列式的揚聲器排列方式能夠有效實現不同揚聲器發射聲場的相互干涉和疊加，從而有效在空間產生聲場的增強區域，陣列外殼支架一方面實現揚聲器的穩定固定，另一方面通過上、下轉動實現聲場傳播方向的改變，同時配合云臺的轉動和俯、仰動作快速調整聲波方向，實現360度全方向無死角追蹤。