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专利号: 2022100297652
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种空间低频声场重构方法,其特征在于,包括:

S1、以高频声源的最高工作频率fH对待重构的低频声场SL进行采样,获取每个采样点的幅值Ai,i=1,2,…,N; T是低频信号SL的时间长度;

S2、当声阵列中空闲的高频声源个数大于等于N个时,从中选取N个空闲的高频声源向目标区域发射高频脉冲,选中的高频声源状态为“占用”,其中第i个高频声源发射的高频脉冲幅值为Ai,时延为 高频脉冲时长为N/fH;高频脉冲发射完毕后,对应的高频声源状态改为“空闲”;所述目标区域处于所述声阵列的远程区域内;

S3、选取的高频声源所发射的高频脉冲在目标区域叠加后形成低频声场SL;

所述高频脉冲为截止频率为fH的sinc信号。

2.根据权利要求1所述的空间低频声场重构方法,其特征在于,所述步骤S2中,当声阵列中空闲的高频声源个数M小于N时,采用空闲的M个高频声源向目标区域发射高频脉冲,并将所述M个高频声源状态设为“占用”;其中第j个高频声源发射的高频脉冲幅值为Aj,时延为 高频脉冲时长为M/fH;所述目标区域处于所述声阵列的远程区域内;高频脉冲发射完毕后,对应的高频声源状态改为“空闲”;j=1,2,…,M。

3.根据权利要求1所述的空间低频声场重构方法,其特征在于,所述步骤S2中,当声阵列中空闲的高频声源个数M小于N时,采用空闲的M个高频声源向目标区域发射高频脉冲,具体为:在 这N个时刻,每个时刻选择一个空闲的高频声源发射长度为K/fH的高频脉冲si,所述高频脉冲si的幅值为Ai,时延为 10<K<M;高频声源在发射高频脉冲期间状态为“占用”,高频脉冲发射完毕,该高频声源状态改为“空闲”。

4.根据权利要求1所述的空间低频声场重构方法,其特征在于,所述高频声源发射高频脉冲前还包括发射校正,所述发射校正具体包括:S11、在目标区域设置信号接收设备,高频声源向目标区域发射原始高频脉冲,接收设备接收所述原始高频脉冲;

S12、对接收设备接收到的脉冲信号进行时间反转,得到校正高频发射信号;

S13、高频声源将校正高频发射信号作为高频脉冲。

5.根据权利要求1所述的空间低频声场重构方法,其特征在于,所述高频声源构成的声阵列为水平阵。

6.根据权利要求5所述的空间低频声场重构方法,其特征在于,所述空间为水下,所述水平阵位于目标区域的正上方。

7.一种空间低频声场重构系统,其特征在于,包括:

高频声阵列(1),所述高频声阵列由多个高频声源构成,用于发射高频脉冲;

采样模块(2),用于以高频声源的最高工作频率fH对待重构的低频声场SL进行采样,获取每个采样点的幅值Ai,i=1,2,…,N; T是低频信号SL的时间长度;

控制模块(3),用于从高频声阵列(1)中选取多个空闲高频声源向目标区域发射高频脉冲;当声阵列中空闲的高频声源个数大于等于N个时,从中选取N个空闲的高频声源向目标区域发射高频脉冲,选中的高频声源状态为“占用”,其中第i个高频声源发射的高频脉冲幅值为Ai,时延为 高频脉冲时长为N/fH;高频脉冲发射完毕后,对应的高频声源状态改为“空闲”;所述目标区域处于所述声阵列的远程区域内;选取的高频声源所发射的高频脉冲在目标区域叠加后形成低频声场SL;

所述高频脉冲为截止频率为fH的sinc信号。

8.根据权利要求7所述的空间低频声场重构系统,其特征在于,当声阵列中空闲的高频声源个数M小于N时,所述控制模块(3)采用空闲的M个高频声源向目标区域发射高频脉冲,并将所述M个高频声源状态设为“占用”;其中第j个高频声源发射的高频脉冲幅值为Aj,时延为 高频脉冲时长为M/fH;所述目标区域处于所述声阵列的远程区域内;高频脉冲发射完毕后,对应的高频声源状态改为“空闲”;j=1,2,…,M。

9.根据权利要求7所述的空间低频声场重构系统,其特征在于,当声阵列中空闲的高频声源个数M小于N时,所述控制模块(3)采用空闲的M个高频声源向目标区域发射高频脉冲,具体为:在 这N个时刻,每个时刻选择一个空闲的高频声源发射长度为K/fH的高频脉冲si,所述高频脉冲si的幅值为Ai,时延为 10<K<M;高频声源在发射高频脉冲期间状态为“占用”,高频脉冲发射完毕,该高频声源状态改为“空闲”。