[发明专利]一种基于PMCC算法的次声源定向方法

权利要求书

1.一种基于PMCC算法的次声源定向方法，其特征在于，该方法利用次声校准器产生若干个校准信号对次声传感器进行校准，通过校准数据得到次声传感器频率灵敏度曲线上的截止频率点的高频点和低频点，进而计算出膜片性能常数误差，和单个次声传感器相位误差，然后，得到单个传感器产生的速度误差和相位误差，及其由若干个次声传感器组成的传感器网络的速度误差和相位误差，最终，将该速度误差和相位误差作为参数计算PMCC算法中的探测元素间的权重距离，基于该PMCC算法得到次声源定向图。

2.根据权利要求1所述的基于PMCC算法的次声源定向方法，其特征在于，所述的次声源定向方法的步骤包括：

1)通过若干个次声校准传感器产生若干个周期不同的校准信号，所述的次声校准器输出校准信号为正弦信号，幅度为P；

2)若干个校准正弦信号的峰值Vi除以幅度P得到Ti，利用Ti得到次声传感器频率灵敏度曲线，从曲线上得出高频截止点w_h和低频截止点w_l；

3)利用高频截止点w_h和低频截止点w_l计算膜片性能常数误差δb；

4)进一步计算次声传感器在频率点w_j(j＝1，2，...，J)的相位误差δφ_j；

5)再计算单个次声传感器在频率点w_j(j＝1，2，...，J)的速度误差δV_j和相位误差δθ_j；

6)计算所述的次声传感器网络在频率点w_j(j＝1，2，...，J)的速度误差δV_j和相位误差δθ_j；

7)最后，计算所述的PMCC算法中求取定向图的权重距离。

3.根据权利要求1或2所述的基于PMCC算法的次声源定向方法，其特征在于，所述的次声源定向方法的具体步骤包括：

1)通过若干个次声校准传感器产生若干个周期不同的校准信号，所述的次声校准器输出校准信号为正弦信号，幅度为P；

2)若干个校准正弦信号的峰值Vi除以幅度P得到Ti，利用Ti对对应的频率灵敏度Ki进行三次样条插值得到次声传感器频率灵敏度曲线，从曲线上得出3dB高频截止点w_h和低频截止点w_l；

3)利用3dB高频截止点w_h和低频截止点w_l计算膜片性能常数误差δb：

wh=aRV(v+ab)(2vFm)2-(ab+v)2wl=ar[(2vFm)2-(ab+v)2]-1/2δb=b-b‾b‾=πR4/16TT=ρh(f2πm2.405)2]]>

式中，v为传感器后腔的体积，V为传感器前腔的体积，r为传感器内部的通孔声阻，R为传感器通气口的声阻，F_m为传感器归一化响应最大值；b为膜片测量的性能常数；为膜片标准性能常数，T为膜片张力，ρ为膜片材料密度，h为膜片厚度，f为膜片的第一共振频率，m为膜片半径，a为常数；

4)进一步计算次声传感器在频率点w_j(j＝1，2，...，J)的相位误差δφ_j：

δφj=-a2rwjg2δb,j=1,...,Jg=r(ab+v)]]>

其中，J为PMCC计算中划分的频点数；

5)再计算单个次声传感器在频率点w_j(j＝1，2，...，J)的速度误差δV_j和相位误差δθ_j：

δVj=VtΔφj180,j=1,2,...,Jδθj=-Δφjπ,j=1,2,...,J]]>

6)计算所述的次声传感器网络在频率点w_j(j＝1，2，...，J)的速度误差δV_j和相位误差δθ_j：

δV‾j=2N(N-1)Σl>kN(δVl,j)2+(δVk,j)2,l,k=1,2,...N;j=1,2,...,Jδθ‾j=2N(N-1)Σl>kN(δθl,j)2+(δθk,j)2,l,k=1,2,...N;j=1,2,...,J]]>

其中，δV_l，j，δθ_l，j为第l个传感器的在频率点w_j(j＝1，2，...，J)的速度误差和相位误差，δV_k，j，δθ_k，j为第k个传感器的在频率点w_j(j＝1，2，...，J)的速度误差和相位误差，N为传感器网络中包含传感器的个数；

7)最后，计算所述的PMCC算法中求取定向图的权重距离：

dj=(V2-V1)2δV‾j+(θ2-θ1)2δθ‾j]]>

式中，d_j表示在频率点w_j上由传感器网络探测元素1，2之间的权重距离，V₁和V₂为传感器网络探测元素1和2的速度信息，θ₁和θ₂为传感器网络探测元素1和2的角度信息。