气动噪声源定位成像技术在航空航天领域具有广泛的需求。本文对气动噪声源定位成像方法开展调研,介绍了常规波束形成、声反卷积、快速高分辨率波束形成等主要气动噪声源定位成像方法的研究进展,穿插介绍了不同方法在气动噪声检测中的应用案例,最后归纳了各类声源定位成像方法的特点和不足,并给出了气动声源定位成像方法在实际应用中的建议。

介绍了声透镜波束形成的基本原理和分析方法，分析了柱面型声透镜的设计方法。用ZEMAX光学软件设计并用ABS塑料制作了一个组合声透镜，在水池中完成其多个参数的测量。在频率500kHz和20°的视场范围内该声透镜的角度分辨率为l°。实验结果表明，该声透镜系统的波束宽度、旁瓣高度和视场范围均达到了设计要求．并很好的验证了柱面型声透镜的聚焦性能。

介绍了研发的声线追迹程序和声场计算程序对声透镜波束形成的仿真结果,并与实际的透镜波束形成结果相比较。结果表明,仿真程序能够很好的模拟不同角度的入射声束的聚焦位置、波束宽度以及相对幅度,可以用于声透镜设计,大大减少声透镜制作过程中反复通过实验修改透镜参数的次数。

基于波束形成方法的噪声源识别中,阵列性能影响着声源识别的效果。针对轮形阵列,采用正交试验的方法,对阵列的几何参数进行优化设计。通过逐步缩小参数最优值的取值范围,使在传声器数目和阵列尺寸一定的情况下,阵列的声源识别效果得到改进。经优化,轮形阵列的最大旁瓣水平曲线在很宽的频率带上保持在16 dB以下,比普通轮形阵列的最大旁瓣水平降低了3 dB以上。验证了正交试验方法在阵列优化设计的可行性,为波束形成装置的开发提供了理论依据。

基于声压球谐函数分解的球麦克风阵列波束形成算法能够同时对三维空间所有方向进行声源定位,特别适用于内场噪声源的识别。该文以典型的50通道刚性球麦克风阵列为例,进行了声源识别性能仿真分析,结果表明球谐函数截断长度、声源频率和声源位置等参数对阵列响应均具有显著影响,2000Hz对应的声压球谐函数最优截断长度为5,且所有声源位置的最大旁瓣水平的最大值可达-15.35dB。在此基础上,开发了阵列动力学性能分析及声源识别成像软件。利用该软件对已知声源的试验算例进行声源成像,成像结果与声源真实位置吻合,表明该算法能准确识别声源,证实了自主研发程序的正确性。

引入近场波束形成法处理声发射信号,研究在小区域布置少量传感器来实现声发射源定位的新方法。首先,利用板波理论进行声发射信号传播特性研究,对比了板中声发射信号与空气中声波传播的差异性,分析了波束形成法应用于声发射源定位的问题。并在板上进行断铅实验,验证了近场波束形成法进行声发射源定位的有效性。最后,在旋转机械碰摩模拟实验台上进行了碰摩实验,利用波束形成法进行碰摩声发射源定位,所提出的方法能有效地定位旋转机械初始碰摩位置。所得结果可为声发射源定位提供一种新途径。

MEMS矢量水听器不仅可以测量声压信号,还可以测量质点的振速信号,它具有与频率无关的偶极子自然指向性。单一的矢量水听器就能够测量水中的声压和质点振速。利用矢量水听器的这种特性,结合波束形成原理,采用数字信号处理（DSP）技术,设计了基于MEMS仿生矢量水听器的水声定向系统,并进行了实际测试,结果表明：该系统能很好地实现对目标360°方位的定向功能。

针对现有声频定向系统进行改进,设计了一套波束合成系统。同时阐明了系统基本原理、控制方案、软硬件设计等问题。该系统以Xilinx公司FPGA芯片XC3S1400A为主控制芯片,以参量阵理论以及超声相控阵算法相结合作为控制策略。实验结果表明,该控制系统能够很好地控制声束的偏转方向,可用以完成波束合成的功能。

蛙人探测声纳是近年来兴起的新型水下小目标探测设备,可以针对蛙人、蛙人运载器及水下机器人等小目标进行探测。本文针对蛙人探测声纳系统中的波束形成问题,分别采用均匀加权和Dolph-Chebyshev加权的预成多波束形成对蛙人声纳中的高分辨波束形成问题进行了研究,并通过计算机进行了仿真。

基于智能天线技术的TD-SCDMA系统是目前无线通信领域研究的热点。为了研究TD-SCDMA系统,通过分析TD-SCDMA系统概况、关键技术和智能天线技术的方法,得出智能天线技术己被确认为TD-SCDMA系统的关键技术之一。该技术将会在未来移动通信系统中发挥重要的作用。