利用拓扑等价于半波长谐振器的杂散声滤波器精确测量参量阵
声音
2025-09-29 v3 音频与语音处理
应用物理
摘要
与传统扬声器相比，参量阵（PA）提供了卓越的指向性和紧凑性，促进了各种声学应用。然而，由于麦克风非线性产生的杂散超声波，对 PA 生成的音频信号进行精确测量仍然具有挑战性。现有的滤波方法，包括亥姆霍兹谐振器、声子晶体、聚合物薄膜和掠入射技术，存在尺寸限制、制造复杂性或衰减不足等实际约束。为了解决这些问题，我们提出并演示了一种基于半波长谐振器设计的新型声学滤波器。所开发的滤波器利用声压分布中的节平面，有效地将麦克风对目标超声频率的暴露降至最低。通过立体光刻（SLA）3D 打印进行制造，确保了高尺寸精度，这对于高频声学滤波器至关重要。有限元法（FEM）仿真指导了滤波器在 40 kHz 和 60 kHz 抑制频率下的优化，实现了约 60 dB 的高传输损耗（TL）。实验验证证实了该滤波器在显著减少杂散声信号方面的卓越性能，这反映在频率响应、波束图和传播曲线测量中。所提出的滤波器确保了稳定和精确的声学表征，不受测量距离和入射角的影响。这种新方法不仅提高了测量精度，还增强了参量阵研究和开发中的可靠性和可重复性。
引用
@article{arxiv.2504.12398,
title = {An accurate measurement of parametric array using a spurious sound filter topologically equivalent to a half-wavelength resonator},
author = {Woongji Kim and Beomseok Oh and Junsuk Rho and Wonkyu Moon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.12398},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 11 figures. Published in Applied Acoustics