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技術(shù)文章

?定位用麥克風陣列的性能指標

更新時間:2022-03-10 瀏覽次數(shù):2103

  麥克風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),陣列增益是無關(guān)的性能指標,需要重點考慮主瓣寬度和旁瓣增益這兩個指標。
波束圖示例
 
  上面給出了一個波束圖示例,這是一個由12個麥克風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第一過零點之間的范圍,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,就意味著光斑越精準,不會出現(xiàn)一個光斑覆蓋多臺車輛的情況。
 
  通常情況下,在麥克風數(shù)量相同的情況下,麥克風分布形式越規(guī)則,主瓣寬度和旁瓣增益會越大。下面給出了兩個麥克風陣列構(gòu)型,都由32個麥克風構(gòu)成,從對應波束圖中可以明顯看到這一規(guī)律。因此,在設(shè)計麥克風陣列時,應該盡可能地設(shè)計優(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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