1.一种随机稀疏声阵列超指向结构生成方法,其特征是,包括以下步骤:步骤一:根据目标声源特性,将目标声源区域进行网格划分和均匀网格分区;
步骤二:设置阵列结构优化参数,在步骤一的各分区中随机生成一定数量的随机稀疏矩阵;
步骤三:根据设定性能参数和筛选准则,对步骤二中的随机稀疏矩阵进行结构阵性能筛选,获取随机稀疏声阵列超指向结构。
2.如权利要求1所述的随机稀疏声阵列超指向结构生成方法,其特征是,所述目标声源特性指声源最大频率、声源最大入射角和测试阵列的指向性特征,根据声源最大频率,声源最大入射角和测试阵列的指向性特性,获取网格边长,并根据网格边长进行基础网格的划分。
3.如权利要求2所述的随机稀疏声阵列超指向结构生成方法,其特征是,所述步骤一还包括确定分区数量和各区内供选择的网格点数。
4.如权利要求1至3任一所述的随机稀疏声阵列超指向结构生成方法,其特征是,所述步骤一包括以下子步骤:S101:将目标声源区域划分基础网格;
S102:根据基础网格的面积大小均分基础网格,获得等面积的目标声源区域和分区数量;
S103:根据目标声源区域,获得各区内网格点的极径矩阵和极角矩阵。
5.如权利要求1所述的随机稀疏声阵列超指向结构生成方法,其特征是,所述步骤二包括以下子步骤:S201:在各分区设定一个网格点放置阵元,并生成阵元位置的极径矩阵和极角矩阵,获取候选矩阵。
S202:设置约束条件,根据候选矩阵获得随机稀疏矩阵。
6.如权利要求5所述的随机稀疏声阵列超指向结构生成方法,其特征是,所述约束条件为:(1)同一个分区内,候选随机稀疏矩阵对应的阵元所在的网格点不重复;即候选随机稀疏矩阵中每一个网格点只选一次,不重复选择;通过在矩阵计算中设置迭代条件进行循环迭代;其中,所述迭代条件为:选过的候选随机稀疏矩阵位置设置为零,下次不选;
(2)不同分区内,候选随机稀疏矩阵对应的放置阵元的网格点的间距不是基础网格边长的整数倍,同时均匀分布;
(3)根据声源辐射频率、阵列的测试频率及抗混叠能力,设置同一极径上的阵元个数、最大阵元间距和不同极径的间隔,根据上述三个条件选择随机稀疏矩阵。
7.如权利要求6所述的随机稀疏声阵列超指向结构生成方法,其特征是,所述不同分区内,候选矩阵对应的放置阵元的网格点的间距不是基础网格边长的整数倍,同时均匀分布具体实现方式如下:通过将S202中的极角矩阵Φ'形成以水平向右为0°的普通极角矩阵,再将矩阵任一后一项列矢量减去相邻的前一项列矢量,形成一个阵元极角差矩阵,构成相邻传声器阵元位置的不同区极角矩阵 大小应满足:
8.如权利要求1所述的随机稀疏声阵列超指向结构生成方法,其特征是,所述根据声源辐射频率、阵列的测试频率及抗混叠能力,设置同一极径上的阵元个数、最大阵元间距和不同极径的间隔,根据上述三个条件选择随机稀疏矩阵具体为:同一极径上:考虑阵元类型和结构特征,第m个极径上的最大阵元数量:则最大阵元间距:
dmmax=amcr cr>1
不同极径间的间隔为:
式中:am为第m个极径长度上阵元的结构尺寸,rm为第m个极径,int表示取整数,cr为间距拓展因子,λ为入射波最高频率的波长。
9.如权利要求1所述的随机稀疏声阵列超指向结构生成方法,其特征是,所述步骤三中,所述设定性能参数指主瓣宽度和旁瓣抑制比,所述筛选准则为:相同旁瓣抑制比,主瓣宽度最窄。