陈岩豪 向宇 石梓玉

摘  要：基于波叠加法的近场声全息技术因其在适应性和数值计算上的优势，近年来已经被广泛应用于声源识别、定位和声场分析.在基于波叠加法的近场声全息技术中，以射线波函数为波叠加法的积分核函数可有效改善系统矩阵的病态性，提高声场计算的数值稳定性.但由于射线波函數在低波数处的指向性过强，声场信息主要集中在射线波函数的主指向处，导致了其他方位的声场信息缺失.针对以上问题，提出了一种射线波函数信息的补偿方法，即在射线波函数中加入一定比例的单极子球波函数对重建声场进行信息补偿.数值算例结果表明：补偿信息后的射线波函数不仅保证了声场重建过程中数值计算的稳定性，而且弥补了单一射线波函数在低波数处的缺陷，进一步提高了声场的重建精度.

关键词：近场声全息;波叠加法;射线波函数;信息补偿 ;声场重建

中图分类号：TB52            DOI：10.16375/j.cnki.cn45-1395/t.2021.03.002

0    引言

基于波叠加法的近场声全息理论[1-2]因其算法简单、计算效率较高，被广泛应用于声源识别、定位和声场重建，其基本思想是：声源产生的声场可由该声源内部一系列虚拟等效源产生的声场叠加替代，而虚拟等效源的源强可以通过匹配全息面的测量声学信息得到[3].波叠加法一般采用的是只与距离有关的球形单极子函数，其构成的系统矩阵通常为一病态矩阵，影响了数值计算的稳定性.对于弱病态的系统矩阵，通……