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          技術文章

          ?定位用麥克風陣列的性能指標

          時間:2022-03-10 瀏覽次數:45

            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,陣列增益是無關的性能指標,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“虛像”。比如,視野范圍之外有車輛鳴笛,它所產生的“虛像”可能恰好位于視野范圍之內,這樣就容易造成“假定位”,無法區別視野范圍內外的鳴笛車輛。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,不會出現一個光斑覆蓋多臺車輛的情況。
           
            通常情況下,在麥克風數量相同的情況下,麥克風分布形式越規則,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型,都由32個麥克風構成,從對應波束圖中可以明顯看到這一規律。因此,在設計麥克風陣列時,應該盡可能地設計優化構型,而不是選擇均勻的規則構型。 
          規則型陣列及其波束圖
           
          非規則型陣列及其波束圖 

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