超指向性扬声器的阵列设计与研究

超指向性扬声器的阵列设计要求阵列具有高指向性,并且无旁瓣。基于对线列阵和矩形平面阵的理论分析,以及均匀线列阵和矩形交错阵的理论分析和比较,提出了一种六边形交错阵列设计,计算机模拟和实测均表明该阵列3dB波束宽度小于5°主旁瓣比为8.3,满足设计要求。初步分析了传感器相位对换能器阵列指向性的影响,为挑选换能器阵元组成阵列提供了理论指导。

声束扬声器的声频定向换能器阵列指向性研究

利用空气中超声波非线性传播效应制作一种可产生高指向性可听声的新型声束扬声器。以聚偏氟乙烯(PVDF)膜作为声频定向换能器的发声部件,根据惠更斯原理分析、讨论了声束扬声器单个换能器及换能器阵列的指向性,并指出当无法使点声源间的间距小于或等于声波波长的1/2时,可以通过增加点声源的个数来获得高指向性声波,使旁瓣的幅值得到有效抑制。

超指向性扬声器的系统设计与测试

超指向性扬声器是一种利用声波在空气中传播的非线性由不可听超声产生可听声的参量阵装置,这种声源相比相同大小的传统扬声器,可以产生非常强的指向性、像聚光灯光束一样的宽带可听声束。文章介绍了超指向性扬声器的基本原理,给出了一个基于模拟电路的系统实现方案,并着重介绍了基于所完成的工程样机所做的频率响应、总谐波失真和指向性测试及相关实验分析,还讨论了进一步工作的发展方向。

谐振频率可调式PVDF膜声频定向换能器

提出了一种谐振频率可调的聚偏二氟乙烯(PVDF)膜声频定向换能器的结构设计方案,用以解决困扰声束扬声器输出功率低的问题,并通过理论研究给出了该类换能器主要设计参数的理论计算公式。实际制作出的换能器频率测试结果表明,采用该方法能得到符合预期设计要求的较为精确的换能器谐振频率,这对于缩短声束扬声器的研发周期、降低开发成本、提高输出功率都具有较为重要的意义。

声束扬声器的换能器方形阵列设计

提出了一种利用空气中超声波非线性传播效应制作的、可产生高指向性可听声的新型声束扬声器。为提高其输出功率、缩短研发周期,以polyvinylidenefluoride(PVDF)膜作为换能器的发声部件,设计出了一种谐振频率可调的换能器。在此基础上,比较了换能器线性阵列与方形阵列的三维指向性问题,指出线性阵列无法像方形阵列一样产生预期的圆柱形声波传播空间分布,并由此指出声束扬声器的换能器阵列采用方形阵列设计较为合理。

宽带水声参量阵指向性设计与实验验证

利用宽带水声参量阵可产生高指向性宽带低频声束,推导了宽带水声参量阵生成低频声束的自解调理论模型,对其换能器指向性进行了分析与设计,并研制出了宽带水声参量阵样机。测试结果表明:该样机产成的2 kHz声束的-3 dB指向性锐角约为2.6°,具有很好的指向性,且旁瓣抑制效果好,能够产生无旁瓣的高指向性低频声束。这为解决浅海水声通信的多途干扰、远程水声保密通信等问题提供了一条新思路。

DSP在新型声频定向系统中的应用

针对目前声频定向技术中出现的声音扭曲等问题,提出一种基于DSP的解决方案,并设计出了相应的硬件系统。将实际系统输出与仿真相比较,结果证明系统能实时快速地处理前期信号,从而更好地解决声音扭曲等问题,为声频定向系统的进一步商业化打好了基础。

基于ADSP-BF533的声频定向算法实现

声频定向是一种可以实现声音定向传播的新型技术,本文针对该技术中的音频信号调制算法,给出了一种基于ADI公司ADSP-BF533DSP的硬件实现平台,介绍了相应的实现原理。该平台具体包含信号采集单元(16位A/D转换器)、信号处理单元(ADSP-BF533处理器)、信号输出单元(12位D/A转换器)以及滤波单元等。

基于TMS320VC33的指向性扬声器的设计

以TMS320VC33数字信号处理器为核心设计了一种指向性扬声器。在对指向性扬声器工作原理进行简要介绍的基础上,给出了系统硬件设计方案,分析讨论了失真预补偿、载波信号产生、幅度调制等算法在DSP芯片上的实现方法。该设计能够将通常采用模拟电路实现的指向性扬声器中的主要信号处理模块集中在一片TMS320VC33芯片上实现,具有精度高、稳定性好、成本低等优点。

声频定向超声波扬声器的设计分析

声频定向系统利用了超声波在空气中传播的非线性交互作用和自解调效应直接在空气中产生具有高指向性的可听声音。介绍了声频定向扬声系统的原理和系统组成,重点分析了基于PVDF膜设计超声波换能器的要求和设计方法及一款超声波换能器。

声频定向驱散系统指向性仿真研究

定向发射非致命性噪声攻击优化问题,利用超声波在空气中的非线性传播效应间接产生高指向性攻击噪声,在处置大规模群体性事件中实现定向驱散目的。以数字信号处理器(DSP)调制噪声信号,D类功率放大器将噪声信号功率放大并加载到聚偏二氟乙烯(PVDF)超声波换能器上,由换能器发射超声波信号并通过空气非线性效应自解调出与原噪声信号一致的高指向性攻击噪声,实现噪声攻击定向性。研究换能器阵列对指向性影响,利用MATLAB仿真不同面阵列指向性效果,计算阵列声压级,指出当合理布置换能器阵列可以很好实现定向驱散达到非致命攻击效果,可为声频定向驱散系统在非致命警用武器领域的应用做出理论探索。

参量阵扬声器的原理及应用

参量阵扬声器是一种新型的强指向性扬声器,其原理是利用超声载波在空气介质中传播时的非线性效应生成音频信号。根据其强指向性的特点,参量阵扬声器可应用于很多领域,具有很高的市场应用价值。全面介绍了参量阵扬声器的理论技术、研究进展及应用前景。

声频定向驱散系统原理研究

声频定向系统是利用超声波在空气中的非线性传播效应间接产生高指向性声波的装置,在处置大规模群体性事件中实现定向驱散目的。以数字信号处理器(DSP)调制噪声信号,D类功率放大器将噪声信号功率放大并加载到聚偏二氟乙烯(PVDF)超声波换能器上,由换能器发射超声波信号并通过空气非线性效应自解调出与原噪声信号一致的高指向性攻击噪声,实现噪声攻击定向性。

基于麦克风阵列的混合车辆音频信号分离

麦克风阵列接收到的车辆信号一般为几辆车的混合，若对单个车进行处理，必须对混合车辆信号进行分离。波束形成和盲源分离算法都是经典的语音分离算法，在对车辆信号分离中应用较少。比较两种方法在分离车辆音频效果后，提出了将两种算法相结合的方法。通过实验仿真，两种方法的结合实现了各个入射角度的信号分离，解决了车辆距离较近时不能得到较纯净源信号的问题。