?定位用麥克風(fēng)陣列的性能指標(biāo)

2022年03月10日 15:30世邦通信股份有限公司點(diǎn)擊量：2533

　　麥克風(fēng)陣列的性能指標(biāo)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)，陣列增益是無關(guān)的性能指標(biāo)，需要重點(diǎn)考慮主瓣寬度和旁瓣增益這兩個(gè)指標(biāo)。

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)組成的均勻線性陣列，陣列間距d=8cm，聲源入射角度為陣列側(cè)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(duì)于目標(biāo)方向以外的干擾噪聲的抑制能力就越強(qiáng)，可以更好的降低目標(biāo)檢測(cè)的虛警概率，對(duì)于鳴笛抓拍而言，就是不會(huì)出現(xiàn)“虛像”。比如，視野范圍之外有車輛鳴笛，它所產(chǎn)生的“虛像”可能恰好位于視野范圍之內(nèi)，這樣就容易造成“假定位”，無法區(qū)別視野范圍內(nèi)外的鳴笛車輛。主瓣寬度越小，目標(biāo)方向的分辨能力越強(qiáng)，陣列的指向性越好。對(duì)應(yīng)于鳴笛抓拍，就意味著光斑越精準(zhǔn)，不會(huì)出現(xiàn)一個(gè)光斑覆蓋多臺(tái)車輛的情況。

　　通常情況下，在麥克風(fēng)數(shù)量相同的情況下，麥克風(fēng)分布形式越規(guī)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(gòu)型，都由32個(gè)麥克風(fēng)構(gòu)成，從對(duì)應(yīng)波束圖中可以明顯看到這一規(guī)律。因此，在設(shè)計(jì)麥克風(fēng)陣列時(shí)，應(yīng)該盡可能地設(shè)計(jì)優(yōu)化構(gòu)型，而不是選擇均勻的規(guī)則構(gòu)型。

規(guī)則型陣列及其波束圖

非規(guī)則型陣列及其波束圖

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