[发明专利]半混响外壳中的直接场声学测试

说明书

一种声学测试系统，其包括至少四个控制麦克风；至少四个声学换能器；具有预先确定的混响特性的声学外壳，该声学外壳包括该至少四个控制麦克风以及该至少四个声学换能器；控制系统，其被配置为产生如由该至少一个控制麦克风测量的预先确定的声学场。被测单元也被布置在声学外壳内。使用具有预先确定的混响特性的声学外壳导致靠近被测单元的区域中反射声的比例增加，从而使得与纯直接场声学测试相比，获得给定的声学测试水平需要更少的功率。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C§119(e)需求享有2012年10月15日提交的美国临时专利申请号61/713,648的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明大致涉及物体的振动测试领域，物体例如可以使用高强度振动测试计算其在操作中的可靠性的卫星、仪器或任何其他物体。具体地，本发明涉及为针对半混响(semi-reverberant)外壳中预先确定的技术参数的振动性能测试开发的直接场声学测试系统的技术的应用。

背景技术

2011年5月27日提交的名称为“直接场声学测试系统和方法”的同未审结的第13/117,870号美国申请(下文中简称“’870申请”)的说明书通过引用并入本文。如’870申请中所述，在直接场声学测试(DFAT)领域中，通常期望在被测单元(UUT)周围整个空间中获得具有均匀谱含量和低相干性的声学场。如’870申请中所证实，通过使用包含了多组独立可控声学换能器的多输入多输出(MIMO)设置而在控制麦克风位置处获得良好的谱均匀性和低相干性。如同未审结的第61/552,081号美国临时申请和国际申请PCT/US12/62255(两者名称均为“用于直接场声学测试的驱动信号分配”)中所述(其每一个的全文通过引用并入本文)，通过对多组独立可控声学换能器分配驱动信号的组合而在非控制麦克风位置处获得改善的谱均匀性。然而，为了获得很多飞行器测试所需的高声学水平，需要大规模声学换能器矩阵以及递送大量电输入功率的相关联的放大。需要巨大成本和努力去运输、配置和拆卸所述装备，并且高水平的输入功率增大了失败的风险。此外，难以缩减测试小物体(例如，组件)所需的装备的数量，这就导致了这种更小物品的直接场声学测试相对高的成本。已经在以前试图使用单输入单输出(SISO)控制架构来开发测试更小物体的有效方法，例如，Saggini等于2011年3月在第26次航空航天测试研讨会发表的“小直接场声学噪声测试设施”中所描述的。这种方法利用大量控制麦克风和安装在外壳的内壁上的大量声学源。来自麦克风的输入被平均化并且在倍频带宽上计算均衡系数，以获得期望的声学谱。在测试期间利用SISO控制架构作出实时调节。基于完全倍频带宽，这种方法在获得均匀声学谱中相当成功。然而，如本领域技术人员所熟知的，外壳共振、驻波以及波干扰模式中的窄带现象是对于外壳中场均匀性而言最大的问题。在Saggini文章中并没有给出窄带谱数据，也没有给出相干性数据。然而，如’870申请中所描述的，SISO方法无法产生良好的窄带均匀性并且没有控制相干性的能力。因此，期望提供一种设备和方法，用于利用更少的装备、更少的电输入功率以及通过能够成本有效地适应更小物体的声学测试的方式获得所需的声学水平和声学场特性。

发明内容

本文中实施例包括一种直接场声学测试系统，其具有被包含在声学外壳内的至少四组声学换能器，声学外壳提供与周围环境的声学隔离以及预先确定的混响特性，以提供符合预先确定的技术参数的声学场。

本文中实施例还包括一种直接场声学测试系统，其被包含在声学外壳内，声学外壳提供与周围环境的声学隔离和预先确定的混响特性，其具有至少四个麦克风、至少两组声学换能器和信号调整器，它们分别或组合用于调整、组合和引导控制器输出信号至每一组声学传感器，从而提供符合预先确定的技术参数的声学场，其中至少四个麦克风被布置在合适位置，以提供至少四个声学输入信号，这些声学输入信号被用于确定至少四个控制器输出信号。