麥克風相陣列氣動噪聲測量技術

2021-02-23 中國航天氣動試驗與應用

    麥克風相陣列氣動噪聲測量技術是氣動噪聲研究的重要技術手段。相陣列技術是利用按特殊位置排列的麥克風陣列對聲波進行時空採樣，再通過延時-疊加原理對陣列信號進行處理，能夠對噪聲源進行識別與定位。其特點是能夠放大目標噪聲，抑制風洞背景噪聲對目標噪聲測量的幹擾，提高信噪比，能夠應用於如閉口風洞等對於傳統方法不能夠開展噪聲測量的低信噪比測量環境，應用範圍廣。

 麥克風相陣列技術原理：延時與疊加示意圖

     航天十一院突破了陣列優化設計、陣列信號處理算法等關鍵技術，在FD-09低速風洞成功建立傳聲器陣列氣動噪聲測量技術。建立的側壁及天花板陣列系統規模達到100個麥克風，搭建了從0.45m到1.7m的多個不同口徑的陣列，實現了頻率從1kHz到40kHz的噪聲源識別與定位，能滿足大多數氣動噪聲測試需求。已成功應用在民機增升裝置氣動噪聲測量及降噪措施研究、民機起落架氣動噪聲測量及降噪措施研究、高速列車氣動噪聲測量、汽車通過噪聲測量、大型機械的噪聲源識別與定位。

某民機SCCH模型縫翼氣動噪聲測量

     2011年成功應用於中國商飛C919飛機首期機體氣動噪聲試驗，這是國內首次大型飛機氣動噪聲地面試驗，填補了國內空白。

 

某民機起落架氣動噪聲測量

     2013年成功應用於中國商飛上海飛機設計研究院「C919飛機起落架噪聲風洞試驗」項目，為噪聲預測及設計研究提供了數據支撐。在此基礎上，針對民機氣動噪聲飛行試驗的需求，突破了應用於飛行試驗的噪聲源識別與定位核心技術，提出了應用於飛行試驗的陣列優化設計方法，經過兩次技術驗證試驗，初步具備了氣動噪聲飛行試驗能力。該項技術在飛機氣動噪聲、高速列車噪聲等領域均有廣泛的應用前景。

氣動噪聲外場驗證試驗

相關焦點

  • 廣播百科 麥克風陣列
    從字面上，指的是麥克風的排列。也就是說由一定數目的聲學傳感器(一般是麥克風)組成，用來對聲場的空間特性進行採樣並處理的系統。早在20世紀70、80年代，麥克風陣列已經被應用於語音信號處理的研究中，進入90年代以來，基於麥克風陣列的語音信號處理算法逐漸成為一個新的研究熱點。而到了「聲控時代」，這項技術的重要性顯得尤為突出。
  • 我國已形成8米量級低速風洞氣動噪聲試驗能力
    ，宣告我國正式形成8米量級低速風洞氣動噪聲試驗能力。氣動噪聲風洞試驗是航空型號研製重要的地面試驗項目，是評估航空型號的適航符合性、舒適性、環保性以及聲隱身等性能的重要依據。此次， 氣動院在8米低速風洞順利完成某型號降噪驗證風洞試驗，獲得了該型號的氣動噪聲特性數據，並驗證了降噪設計的降噪效果，為型號研製及時提供了高質量驗證數據，獲得客戶單位高度認可。
  • 智能語音技術中麥克風陣列的原理
    麥克風陣列能幹什麼?　　任何一項技術的發生發展都伴隨著問題的提出及解決，麥克風陣列也是如此。那麼它主要應用在哪些場景下呢?又有著怎樣的功能!　　噪聲環境怎麼破?而麥克風陣列融合了語音信號的空時信息，可以同時提取聲源並抑制噪聲。　　目前科大訊飛已經實現了基於線性陣列、平面陣列以及空間立體陣列的波束形成和降噪技術，效果均達到業界一流水平。　　說話人老是變幻位置怎麼破?—聲源定位　　現實中，聲源的位置是不斷變化的，這對於麥克風收音來說，是個障礙。
  • 詳解麥克風陣列的基本原理、結構組成及聲學效果
    陣列(Array)：數學定義——有限個相同資料形態之元素組成之集合麥克風陣列具有對遠場幹擾噪聲很強的抑制作用，應用於便攜IT設備如PDA、GPS、NB、手機等在較大噪聲環境中使用時表現出較好的效果。小型麥克風陣列由一組麥克風單元在一個小範圍內按照一定空間分布組合而成，由於它在噪聲環境下具有良好的信號採集性，因此越來越受到聲學應用領域的關注。
  • 麥克風陣列的基本原理、結構組成及聲學效果簡介
    小型麥克風陣列由一組麥克風單元在一個小範圍內按照一定空間分布組合而成，由於它在噪聲環境下具有良好的信號採集性，因此越來越受到聲學應用領域的關注。通過對所有麥克風信號的綜合處理，麥克風陣列可以組合成為所要求的強指向性麥克風，形成被稱為「波束」的指向特性。麥克風陣列的波束可以經由特殊電路或程序算法軟體控制,使其指向聲源方向而加強音頻採集效果。陣列算法處理後的指向性波束形成技術能精確的形成一個錐狀窄波束，只接受說話人的聲音同時抑制環境中的噪音與幹擾。
  • 數字麥克風和陣列拾音技術的應用
    技術的電子產品越來越多。首先，行動裝置向小型化數位化發展，急需數字拾音器件和技術;第二，設備包含的功能單元越來越多，如筆記本電腦，集成了藍牙和WiFi無線功能，麥克風距離這些幹擾源很近，設備對抗擾要求越來越高;第三，三網合一的發展，需要上網，視頻和語音通信可以同時進行，這在行動裝置中通常會遇到環境噪聲和回聲的影響;第四，從提高生產效率角度，希望對麥克風採用SMT焊接。
  • 一文帶你全面熟悉智能語音之麥克風陣列技術的原理
    任何一項技術的發生發展都伴隨著問題的提出及解決，麥克風陣列也是如此。那麼它主要應用在哪些場景下呢?又有著怎樣的功能! 　　◆【噪聲環境怎麼破?】而麥克風陣列融合了語音信號的空時信息，可以同時提取聲源並抑制噪聲。 　　目前科大訊飛已經實現了基於線性陣列、平面陣列以及空間立體陣列的波束形成和降噪技術，效果均達到業界一流水平。
  • 利用MEMS麥克風陣列定位並識別音頻或語音信源的技術方案
    特別是基於微機電系統(MEMS) 的麥克風陣列出現後，麥克風陣列音頻定位方案引起科研企業和開發人員的廣泛關注。麥克風陣列可捕捉從不同方向傳來的聲音，通過算法運算使麥克風指向某一個特定方向，放大從該方向捕捉到的音頻信號，同時衰減從其它方向捕捉的音頻信號，整個動作就像一個智能麥克風。
  • 基於麥克風陣列的聲源跟蹤系統
    聲源目標跟蹤技術可以應用在視頻錄製、安防監控、鳴笛抓拍等場景中，在這些場景中，針對目標對象的語音信號，可以應用陣列信號處理的知識，將麥克風按照特定陣列放置在空域中，利用空間不同位置點的聲源對麥克風陣列響應的時延相位誤差，對聲源進行測向，實現低成本的聲源定位跟蹤功能。
  • 基於MEMS麥克風陣列的四通道語音採集系統設計
    單個孤立麥克風作為傳統的語音拾取工具，在噪聲處理、聲源定位和跟蹤，語音增強等方面存在不足，在噪聲環境下會嚴重影響語音質量。一些文章探討了多通道麥克風的降噪技術，在理論上提高了噪聲環境下語音的信噪比。但是實際應用中，多通道的語音實時採集是一個尚待解決的問題。
  • NASA部署30英裡麥克風陣列測試超音速飛機噪音
    為了迎接新時代的到來，美國宇航局（NASA）計劃對洛克希德馬丁公司的X-59 QueSST進行測試，並使用長達30英裡的麥克風陣列進行驗證。自20世紀70年代以來，由於超音速噴氣式飛機所產生的巨大噪音而遭到了很多民眾的強烈反對，因此在美國境內測試這些超音速飛行是違法的。美國宇航局正在通過其低空飛行演示計劃為最終改變這一立法鋪平道路，該計劃將涉及測試和驗證產生更安靜的超音速飛行的技術。
  • 基於「柔性測試」技術的噪聲源定位分析系統
    1.引言：本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/194261.htm「柔性測試」技術是以相關技術為依託，滿足測試測量需求的系統設計與實現技術。基於「柔性測試」技術設計的SSLS由麥克風陣裝置、傳輸線纜和主機組成：麥克風陣裝置擁有獨特的設計（標準陣列）：共有8根橫梁，每根橫梁上放置8支內置麥克風。
  • 盤點麥克風技術及市場,遠場語音交互如何選型麥克風?
    這幾個指標其實都好理解，決定了麥克風的性能，而且每個指標都非常關鍵，缺一不可。當然這些指標相對於喇叭的T-S參數來說，真的是簡單的了許多。麥克風是典型的傳感器產業，其技術迭代非常迅速，外觀也發生了不少變化，估計很多人從下面的麥克風陣列中準確找到麥克風就很困難。現在麥克風陣列主要使用的是數字MEMS麥克風，其最長尺寸僅有3.76MM。
  • ADI公司推出業界最低噪聲MEMS麥克風
    全球領先的高性能信號處理解決方案供應商，最近推出了高性能業界最低噪聲MEMS麥克風ADMP504。ADMP504具有65 dBA SNR(信噪比)或29 dBA EIN(等效輸入噪聲)，能夠提供與兩個獨立62 dB SNR麥克風所組成的陣列相同的SNR性能。此外，ADMP504還提供高達20 kHz的擴展頻率響應和70 dBV的高PSR(電源抑制)。憑藉這一性能，ADMP504可以滿足許多工業級專業音頻與視頻會議應用的嚴苛要求。
  • 麥克風陣列的概念簡介
    1 麥克風陣列        麥克風陣列，是一組位於空間不同位置的全向麥克風按一定的形狀規則布置形成的陣列，是對空間傳播聲音信號進行空間採樣的一種裝置，採集到的信號包含了其空間位置信息。根據聲源和麥克風陣列之間距離的遠近，可將陣列分為近場模型和遠場模型。根據麥克風陣列的拓撲結構，則可分為線性陣列、平面陣列、體陣列等。
  • 邁進數字拾音時代――數字麥克風和陣列拾音技術的應用
    隨著數位訊號處理技術的發展，使用數字音頻技術的電子產品越來越多。首先，行動裝置向小型化數位化發展，急需數字拾音器件和技術；第二，設備包含的功能單元越來越多，如筆記本電腦，集成了藍牙和WiFi無線功能，麥克風距離這些幹擾源很近，設備對抗擾要求越來越高；第三，三網合一的發展，需要上網，視頻和語音通信可以同時進行，這在行動裝置中通常會遇到環境噪聲和回聲的影響；第四，從提高生產效率角度，希望對麥克風採用SMT焊接。
  • 使用LabVIEW實現KTX高速列車的噪聲源的可視化
    本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/135664.htm　　韓國鐵路研究所與SM儀器有限公司(National InstrumentsI Alliance Partner Network成員，專門從事聲音與振動相關測試應用)一起在LabVIEW環境中使用相控麥克風陣列開發了移動聲源波束成形系統，並使用該系統來實現正常運行的整列火車上的噪聲源的可視化
  • 麥克風技術規格和術語全解析
    本應用筆記解釋MEMS麥克風數據手冊中出現的技術規格和術語，以便幫助設計人員將麥克風正確集成到系統之中。 　　靈敏度 　　麥克風的靈敏度是指其輸出端對於給定標準聲學輸入的電氣響應。用於麥克風靈敏度測量的標準參考輸入信號為94 dB聲壓級（SPL）或1帕（Pa，衡量壓力的單位）的1 kHz正弦波。
  • MEMS麥克風技術滿足音頻市場的性能要求
    圖2 數字麥克風可減少傳輸線數量數字MEMS麥克風具有高抗噪性和簡化電路設計的優點，非常適用於多麥克風陣列以產生迴響和消除噪聲，以及波束形成以實現定向靈敏度。為了在智慧型手機中實現噪聲消除，一種常見的方法是在遠離主語音麥克風處放置一個或多個額外麥克風，例如在外殼上邊緣或背面，以檢測來自周圍環境的噪聲，從語音麥克風的輸出中減去，以幫助提高通話質量。降噪麥克風也經常用於視頻錄製模式。波束形成，還使用兩個或多個麥克風陣列。
  • MEMS麥克風技術滿足音量市場的性能要求
    還希望在進一步捕捉麥克風的聲音時有好的音頻質量。　　這些趨勢需要更高性能的麥克風，一些手機通過使用兩個或兩個以上的麥克風還具有噪聲消除或視頻模式下的3D聲音。此外，對用戶聲音作出反應的智能數字助理的出現正改變人們與計算機進行交互的方式，可以推動高性能的音頻子系統到更多的產品，如可穿戴和未來的物聯網(IoT)設備。