能量法估计全息面信噪比研究.pdf

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1、第39卷第3期舰船科学技术Vol.39,No.32017年3月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYMar.,2017能量法估计全息面信噪比研究代振，何其伟，万海波(海军工程大学动力工程学院，湖北武汉430033)摘要:在近场声全息技术中，全息面信噪比是一个非常重要的参数，但无法直接测量得到。为了解决该问题，给出了基于能量法的波数域内信噪比估值公式，并根据该公式分析估值误差的来源，指出全息面采样间隔对估值具有重要影响。为了判别估值是否准确，提出了选取全息面不同区域的数据进行重复估计的判别方法。当估值不准确时，指出可以通过减小全息面采样间隔来降低估值误差。

2、仿真给出满足不同误差条件的不同采样间隔所对应的最大信噪比估值，可作为实际应用中的参考。关键词：平面近场声全息；信噪比；估值误差中图分类号：O322文献标识码：A文章编号：1672–7619(2017)03–0150–05doi：10.3404/j.issn.1672–7619.2017.03.031EstimationofthesignaltonoiserationintheplanaracousticalholographybasedonenergymethodDAIZhen,HEQi-wei,WANHai-bo(NavalEngineeringUniversi

3、ty,Wuhan430033,China)Abstract:Thesignaltonoiseratio(SNR)isaveryimportantparameterintheplanaracousticalholography.However,itcan’tbedetermineddirectly.Tosolvetheproblem,aformulain‘-space’isgivenbasedontheenergymethod.Accordingtotheformula,thesamplingintervalhasagreatinfluenceontheSNRest

4、imationvalue.Todeterminetheaccuracyoftheestim-ationvalue,themeasurementdataonthedifferentareasoftheholographysurfaceischosentoestimate.Whentheresultisnotaccurate,theestimationvaluecanbeimprovedbydecreasingthesamplinginterval.Themaximumestimationvalueisgivenindifferentestimationprecisi

5、onanddifferentsamplingintervaltoprovideareferenceforpracticalapplications.Keywords:planarnear-fieldacousticholography；signaltonoiseratio；reconstructionerror0引言窗[6]。在上述2种窗函数中，信噪比都是重要参数，能够直接决定滤波截止波数的选定，严重影响波数域滤近年来，近场声全息技术[1–2]（NAH）在噪声识别波和声场全息重构效果。与定位、振动和声辐射特性研究等领域发展迅速，尤但是，信噪比无法在测量过程中直接得

6、到，需要其是Williams等[3]在20世纪80年代初提出的基于FFT根据全息面测量数据进行估计。辛雨等[7]提出以辐射的平面NAH技术，因其理论简单，测量方便，易于计圆外的波数域成分数据的均方根值近似代替全息面的算和分析，在工程实际中应用广泛。噪声信号均方根值，采用能量法进行信噪比估计，但在应用平面NAH技术进行声场重建时，由于背景其估值严重依赖全息面数据的选取，而且无法判定估噪声分布在整个波数域范围内，逆向重构时位于高波值是否准确。本文在其研究基础上给出波数域内的信数区域内的背景噪声将会被急剧放大，导致全息重构噪比估值公式，提出一种判别估值是否精确的方法，结

7、果出现较大误差。因此，需要对全息面复声压数据并指出可以减小全息面采样间隔来降低估值误差。本进行波数域滤波[4]。目前常用的滤波窗函数主要有维文以2个点声源为例进行仿真，给出在不同采样间隔纳（Wiener）滤波窗[5]以及带约束条件的最小二乘滤波下满足不同误差条件的最大信噪比估值，可作为实际收稿日期:2016–05–27；修回日期:2016–06–17作者简介:代振(1991–)，男，硕士研究生，研究方向为近场声全息。第39卷代振，等：能量法估计全息面信噪比研究·151·应用中的参考。有用信号和噪声信号的比值，其大小通常用分贝数表示。信噪比可以使用信号或噪声的有效功

8、率或能量定