麥克風陣列近場寬帶波束形成研究.pdf

1、波束形成(Beamforming)技術是麥克風陣列的主要研究內容之一，已經得到許多學者的認可和廣泛的應用。傳統(tǒng)的波束形成方法大多是基于遠場平面波模型提出的，但是，麥克風陣列的應用場合主要包括會議室、手持移動電話等近場環(huán)境，遠場模型不再適用，且入射信源多為語音等寬帶信號。因此，本文對麥克風陣列近場寬帶波束形成的研究具有十分重要的意義，主要圍繞近場球面波模型進行討論:
　　 首先，利用波動方程的解得到近場陣列流型矩陣和方向矢量，將經

2、典方法的求解準則和權值擴展到近場中;得到近場波束響應，并與遠場響應相對比，分析傳統(tǒng)處理思想在近場的適用性。
　　 其次，由于近場響應還受信號源距離的影響，比遠場模型更加復雜，結合接收的寬帶信號源，繼續(xù)對近場寬帶波束形成方法展開討論和研究。針對均勻線陣找到三種權值固定的波束形成方法:近場補償法、徑向距離變換法和特征向量約束法，利用仿真實驗驗證前兩種方法對寬帶信號的有效性，并對比三種方法的波束性能，為球面陣的研究提供了算法基礎。

3、r>　　 最后，在球面諧波域(SphericalHarmonic)內以球面傅里葉變換為基礎對球面陣波束形成展開研究。球面陣由于其特殊的結構更適合應用在3D聲場中，針對它的波束形成方法是一類新興的技術。在分析球面傅里葉變換、空間采樣等理論的基礎上，結合諧波域經典方法，利用徑向距離補償?shù)玫角蛎骊嚱鼒鲅a償方法，分析波束隨信源距離的變化性能，和用白噪聲增益(WNG)分析波束的穩(wěn)定性。此外，通過和陣元域的處理方法相對比，找到諧波域和陣元域的相似