平面瞬态近场声全息技术：FFT变换方法

"基于FFT变换的平面瞬态近场声全息" 平面瞬态近场声全息技术（Plane Transient Near-field Acoustic Holography, NTNH）是一种用于声场重建的先进技术，尤其适用于分析瞬态声场，如工程中的瞬态噪声或医学超声诊断中的信号。此技术是在平面稳态近场声全息（Plane Steady-state Near-field Acoustic Holography, PNAH）的基础上发展起来的，通过增加一维时间傅里叶变换，以处理随时间变化的声场信息。 文章由张小正、毕传兴等人撰写，他们提出了基于快速傅里叶变换（FFT）的平面瞬态近场声全息重建公式。在该方法中，首先对测量到的全息面上的瞬态声压信号进行时间傅里叶变换，获取频率域信息。然后，对每个频率对应的声压分布进行二维空间傅里叶变换，得到波数谱。这一过程类似于稳态近场声全息，但在此基础上考虑了时间维度，使得可以重建出不同频率下的波数谱。 接下来，使用稳态NAH的重建公式对这些波数谱进行处理，最后将所有频率上的波数谱叠加并进行反傅里叶变换，以重构出重建面上的瞬态声压分布。这种技术的优势在于它能够同时揭示声场的空间分布和时间演变特性，这对于理解和控制瞬态声源非常重要。 数值仿真结果显示，基于FFT变换的平面瞬态近场声全息是可行的，为瞬态声场的研究提供了有效工具。与其他重建方法相比，如Wang的HELS方法、Hald的NS-STSF方法以及Jean-Hugh Thomas等人的Real-Time近场声全息，该方法通过简化处理步骤，提高了实时性和计算效率。 关键词涉及到的核心概念包括平面瞬态近场声全息、平面稳态近场声全息以及波数谱。这些概念在声学领域中具有重要意义，它们关联着声场重建、信号处理和傅里叶变换等基础理论。文章引用了先前的研究，表明在近场声全息技术的发展历程中，不断有新的方法和技术被提出以应对不同的声场挑战。 总结来说，基于FFT变换的平面瞬态近场声全息提供了一种高效且准确的手段，用于解析和重建瞬态声场，对于声学研究和噪声控制等领域具有极大的应用价值。通过这种方法，研究人员和工程师可以更深入地了解和分析那些在时间和空间上都具有复杂性的声学现象。