一种在空气中测试低频线列阵声学性能的装置及测试方法

摘要

本发明涉及一种在空气中测试低频线列阵声学性能的装置及测试方法，包括音频发生器、功率放大器、能产生特定声场的声校准器、测量放大器和数据采集系统，其中声校准器包括双层的壳体、输入管和测试壳体。本发明的有益效果为：解决了在现有的校准条件下，低频线列阵声学性能的测试所面临的无法在有限水域内自由场条件下实现低频测试需求，使低频长线列阵可以在空气中利用音频信号激励扬声器产生测试所需的声场条件对其阵元的声学性能的标校，从而实现对整个阵列声学性能的测试。利用声校准器的移动便利，可以实现在实验室或现场条件下对线列阵声学性能的测试。

主权项

一种采用在空气中测试低频线列阵声学性能的装置的测试方法，其特征在于：所述的在空气中测试低频线列阵声学性能的装置，包括音频发生器、功率放大器、能产生特定声场的声校准器(1)、测量放大器和数据采集系统，其中声校准器(1)包括双层的壳体(9)、输入管(3)和测试壳体(10)，双层的壳体(9)内设置有压力波腔A(5)，音频发生器通过功率放大器与声校准器(1)的输入管(3)的一端相连接构成发射系统，音频信号发生器产生音频信号，通过激励功率放大器、声校准器(1)的扬声器(4)产生测试所需的声场；输入管(3)的另一端通过扬声器(4)与压力波腔A(5)相连通，压力波腔A(5)通过声波传播通道(6)穿过壳体(9)与测试壳体(10)内的压力波腔B(7)相连通，压力波腔B(7)呈对称的倒圆台体结构并与用于放置被测线列阵(2)的测试腔体(8)相连通；被测线列阵(2)穿过测试腔体(8)使被测阵元在声场的环绕作用下接收信号，接收信号后通过测量放大器传送给数据采集系统，通过信号的测量放大后经数据采集后获得被测数据；被测线列阵(2)、测量放大器与数据采集系统组成信号的接收系统；该方法包括如下步骤：(1)、把被测线列阵(2)安装在声校准器(1)的测试腔体(8)中，使被测阵元的中心正对测试腔体(8)的透声口；(2)、按照自由场测试原理事先设定的信号，使信号满足p(θ,z)＝p₀e^jkzsinθ条件，通过改变入射角度θ来实现对信号的控制，通过音频发生器发生所需的信号驱动声校准器(1)中的扬声器(4)，被测线列阵(2)的被测阵元接收信号，通过信号调理后进行数据采样，并对所采信号进行FFT变换，获取被测信号的频率和信号的幅值与相位，并按照测试内容保存数据；(3)更换被测阵元，重复步骤(1)和(2)；(4)、按照步骤(3)中所设定的信号和改变入射角度θ的规律来控制信号，并驱动声校准器(1)中的扬声器(4)，而原先用于接收信号的被测线列阵(2)的被测阵元被标准传声器所替代，通过同样的信号调理后对信号进行采样和FFT变换，获取被测信号的频率和信号的幅度与相位，并保存测试数据；(5)、把每个被测阵元在相同激励信号下被测线列阵(2)接收到的信号与标准传声器所测的信号进行比较，得到不同入射角条件下被测阵元接收到信号的幅值与相位，通过对线列阵阵元进行成阵处理得到整个阵列所需的灵敏度和指向性参数。