Über das Design von frequenzinvarianten Beampatterns mit gleichmäßigen zirkularen Mikrofonarrays

Dieses Papier befasst sich mit zwei kritischen Themen zu gleichmäßigen zirkularen Arrays (UCAs): frequenzinvariantem Verhalten und Steuerungsflexibilität. Der Fokus liegt auf einem optimalen Design von frequenzinvarianten Beampatterns in jeder gewünschten Richtung entlang der Sensorfläche. Die wesentlichen Beiträge sind wie folgt. 1) Wir erklären, wie man die Steuerungsinformationen in das gewünschte Direktivitätsmuster einbeziehen kann. 2) Wir zeigen, dass die optimale Annäherung des Beamschafers Beampattern mit einem UCA aus der Perspektive des kleinsten Quadratsfehlers die Jacobi-Anger-Expansion ist. 3) Wir entwickeln einen Ansatz für das Design eines gewünschten symmetrischen Direktivitätsmusters, bei dem das abgeleitete Beampattern fast frequenzinvariant ist und sein Hauptstrahl in jede gewünschte Richtung in der Sensorfläche zeigen kann. 4) Mit dem vorgeschlagenen Ansatz leiten wir eine explizite Form des weißes Rauschverhältnisses (WNG) und des Direktivitätsfaktors (DF) ab und erklären klar das Problem der Verstärkung von Weißem Rauschen bei niedrigen Frequenzen und die DF-Verschlechterung bei hohen Frequenzen. Die Analyse zeigt auch, dass die Erhöhung der Anzahl der Mikrofone das WNG immer verbessern kann. Wir zeigen, dass die vorgeschlagene Methode eine Verallgemeinerung von zirkularen differentiellen Mikrofonarrays ist. Der Zusammenhang zwischen der vorgeschlagenen Methode und den sogenannten zirkularen Harmonischen Beamschafers wird ebenfalls diskutiert.