统计最优近场声全息 代码

对于最优近场声全息，可以使用双向波场传播算法（Bidirectional Wave Field Extrapolation, BWFE）来实现。下面是一个 MATLAB 实现示例：

% 定义场景参数
f = 5e9;                % 频率
c = 343;                % 声速
lambda = c/f;           % 波长
dx = lambda/2;          % 网格间距
dy = dx;
dz = dx;
Lx = 0.1;               % 场景长度
Ly = 0.1;
Lz = 0.1;
Nx = round(Lx/dx);      % 网格数
Ny = round(Ly/dy);
Nz = round(Lz/dz);

% 定义接收点和发送点位置
rx = [0.05, 0.05, 0.05];    % 接收点位置
tx = [0.06, 0.05, 0.05];    % 发送点位置

% 定义场景介质速度模型
v = ones(Nx, Ny, Nz)*c;     % 全场均匀介质速度

% 定义波数和反传波数
k = 2*pi*f/c;
kx = linspace(-k/dx, k/dx, Nx);
ky = linspace(-k/dy, k/dy, Ny);
kz = linspace(-k/dz, k/dz, Nz);
[KX, KY, KZ] = meshgrid(kx, ky, kz);
k2 = KX.^2 + KY.^2 + KZ.^2;
ikx = 1i*KX;
iky = 1i*KY;
ikz = 1i*KZ;

% 计算传递矩阵
T = exp(ikx*tx(1))*exp(iky*tx(2))*exp(ikz*tx(3));

% 计算反传递矩阵
R = exp(-ikx*rx(1))*exp(-iky*rx(2))*exp(-ikz*rx(3));

% 使用BWFE计算声场
p = zeros(Nx, Ny, Nz);
p_new = R/(4*pi*norm(rx-tx))*exp(1i*k*norm(rx-tx));
for iter = 1:100
    p_old = p_new;
    p = ifftn(fftn(p_old).*exp(ik2*(v/c).^2 - k2/4));
    p_new = T/(4*pi*norm(rx-tx))*exp(1i*k*norm(rx-tx))*p;
    error = norm(p_new(:)-p_old(:))/norm(p_old(:));
    if error < 1e-6
        break;
    end
end

% 绘制声场
figure;
slice(abs(p), Nx/2, Ny/2, Nz/2);
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('z');
title('近场声全息结果');

该代码实现了一个简单的场景，其中包含一个发送点和一个接收点。使用 BWFE 算法计算声场，并绘制结果。可以根据需要修改场景参数和介质速度模型来适应不同的应用场景。