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技術(shù)文章
麥克風(fēng)陣列的性能指標包括主瓣寬度(波束寬度)、旁瓣增益、陣列增益等。從定位的角度出發(fā),陣列增益是無(wú)關(guān)的性能指標,需要重點(diǎn)考慮主瓣寬度和旁瓣增益這兩個(gè)指標。
波束圖示例
上面給出了一個(gè)波束圖示例,這是一個(gè)由12個(gè)麥克風(fēng)組成的均勻線(xiàn)性陣列,陣列間距d=8cm,聲源入射角度為陣列側邊正前方(即90°的位置),聲源頻率f=2000Hz。上圖共包括11個(gè)波束,具有最大幅度的波束稱(chēng)為主瓣(聲源所在方向),其他都是旁瓣。主瓣寬度定義為主瓣兩邊的兩個(gè)第一過(guò)零點(diǎn)之間的范圍,上圖的主瓣寬度大約是20°。旁瓣增益指的是最大的旁瓣高度,上圖的旁瓣增益大約是-12dB。
旁瓣增益越低,對于目標方向以外的干擾噪聲的抑制能力就越強,可以更好的降低目標檢測的虛警概率,對于鳴笛抓拍而言,就是不會(huì )出現“虛像”。比如,視野范圍之外有車(chē)輛鳴笛,它所產(chǎn)生的“虛像”可能恰好位于視野范圍之內,這樣就容易造成“假定位”,無(wú)法區別視野范圍內外的鳴笛車(chē)輛。主瓣寬度越小,目標方向的分辨能力越強,陣列的指向性越好。對應于鳴笛抓拍,就意味著(zhù)光斑越精準,不會(huì )出現一個(gè)光斑覆蓋多臺車(chē)輛的情況。
通常情況下,在麥克風(fēng)數量相同的情況下,麥克風(fēng)分布形式越規則,主瓣寬度和旁瓣增益會(huì )越大。下面給出了兩個(gè)麥克風(fēng)陣列構型,都由32個(gè)麥克風(fēng)構成,從對應波束圖中可以明顯看到這一規律。因此,在設計麥克風(fēng)陣列時(shí),應該盡可能地設計優(yōu)化構型,而不是選擇均勻的規則構型。
規則型陣列及其波束圖
非規則型陣列及其波束圖