[發明專利]一種空心立方形傳聲器陣列及其使用方法

在審

• 申請號: 202211395697.8
• 申請日: 2022-11-09
• 公開（公告）號: CN115604626A
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 李敏宗;汪思夢;田中旭
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: H04R1/34
• 分類號: H04R1/34
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 耿悅

1.一種空心立方形傳聲器陣列，其特征在于，包括立方體架構，所述立方體架構包括圍合成立方體的多個球形傳聲器支座和多個剛性支架；

多個所述球形傳聲器支座分布在立方體的八個頂點上，每個所述球形傳聲器支座上安裝有傳聲器；

所述剛性支架連接在相鄰的兩個所述球形傳聲器支座之間，所述剛性支架與立方體的邊長相對應；

其中，多個所述球形傳聲器支座位于所述立方體的外包絡球面上，所述外包絡球面的球心與所述立方體的中心重合，所述傳聲器能夠采集獲得的聲壓數據，結合球面聲全息方法重構三維空間的聲場，以識別定位聲源。

2.如權利要求1所述的空心立方形傳聲器陣列，其特征在于，所述剛性支架的兩端設有兩個倒角，所述球形傳聲器支座內設有倒角孔，所述倒角與所述倒角孔相配合。

3.如權利要求1所述的空心立方形傳聲器陣列，其特征在于，還包括支撐單元，所述支撐單元用于固定支撐所述立方體架構，所述支撐單元包括支撐桿和兩個連接桿，兩個所述連接桿分別設置在所述立方體上下兩個面的對角線上，且所述連接桿的兩端分別與對應的兩個所述球形傳聲器支座固定連接，所述支撐桿設置在所述立方體的外包絡球面的球心軸線上，且所述支撐桿與所述連接桿固定連接。

4.一種如權利要求1-3任一項所述的空心立方形傳聲器陣列的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將空心立方形傳聲器陣列放置在目標環境中，獲取聲壓頻域數據，作為聲場重構與聲源識別定位計算的輸入數據；

S2、根據所述輸入數據計算出近似的待定系數

S3、根據近似的待定系數計算重構聲壓；

S4、根據重構聲壓重構出聲源結構所能包絡的最大球面內部區域的聲壓分布，識別定位聲源。

5.如權利要求4所述的空心立方形傳聲器陣列的使用方法，其特征在于，所述步驟S2中，采用球面數值積分法逼近在整個球面上的連續積分，得出近似的系數

上式中M表示傳聲器數量，w_i表示各傳聲器相應的權重。

6.如權利要求5所述的空心立方形傳聲器陣列的使用方法，其特征在于，所述空心立方形傳聲器陣列的各個傳聲器都處于球面對稱分布，所述離散積分點的積分權重都相等；

其中，M＝8。

7.如權利要求6所述的空心立方形傳聲器陣列的使用方法，其特征在于，所述重構聲壓將聲學波動方程的通解公式中的無窮項截至為有限項N，其計算公式如下：

式中：ω表示角頻率，k表示波數，j_n(kr)表示球貝塞爾函數，Y_n^m(θ,φ)表示球諧函數，表示近似的待定系數。