一种无冗余阵元的一阶可调差分阵列的优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种无冗余阵元的一阶可调差分阵列的优化设计方法，利用二阶泰勒近似来设计一阶可调差分阵列，先构造最小二乘意义下实现差分阵列波束频率不变性的目标残差代价函数，再分析残差函数极值所对应调向角度和阵列夹角，最后根据给定的优化调向空间确定最优阵型。本发明专利技术通过优化阵型来提升无冗余阵元一阶可调差分阵列的鲁邦性能，与常规均匀等边三角形阵列相比，在优化调向空间内，保证频率不变性能的同时提升白噪声抑制能力。

【技术实现步骤摘要】
一种无冗余阵元的一阶可调差分阵列的优化设计方法
本专利技术属于麦克风阵列领域，特别涉及了一种阵型优化设计方法。
技术介绍
麦克风差分阵列是一种具有小尺寸，超指向性，频率不变特性的传声器阵列，被广泛应用于各种便携可持设备和移动通信终端中。在一些实际应用中，声源仅在一定的角度范围移动，如鲁棒可调波束形成器(见文献1：C.C.Lai,S.E.NordholmandY.H.Leung,Designofrobuststeerablebroadbandbeamformersincorporatingmicrophonegainandphaseerrorcharacteristics,"inProc.ICASSP.578(2011),pp.101-104.)、可调波束形成器(见文献2：C.C.Lai,S.E.NordholmandY.H.Leung,AStudyintotheDesignofSteerableMicrophoneArrays(Springer,Australia,2017).)，而差分阵列设计中还没有无冗余阵元数目实现约束空间调向的相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无冗余阵元的一阶可调差分阵列的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)通过短时傅里叶变换，在频域采用二阶泰勒近似分别设计单极子

【技术特征摘要】
1.一种无冗余阵元的一阶可调差分阵列的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过短时傅里叶变换，在频域采用二阶泰勒近似分别设计单极子和偶极子差分特征波束，然后根据调解参数α合成阵列响应：



其中，θ为方位角，φ为俯仰角，E＝[E1,E2,E3]T为导向矢量，上标T表示转置，对应三个阵元的阵列响应分别为E1＝1，E2＝exp(2jΩsinφcosθ)，E3＝exp[2jΩsinφcos(θ-γ)]，为虚数单位，γ为阵列夹角，Ω＝ωd/(2c)，ω＝2πf，f为频率，d为相邻阵元的距离，c为声音在空气中的传播速度；
W表示三个阵元的加权因子：
W＝αWm+(1-α)Wd
其中，Wm为归一化单极子特征波束加权因子，Wd为偶极子加权因子：
Wm＝[1,0,0]T



其中，θs为调向角度；
(2)构造最小二乘意义下残差代价函数：



其中，为期望响应；
针对J(γ,θs)分析不同阵列夹角γ条件下...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华伟，涂全胜，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32