单环螺线差分麦克风阵列结构及性能研究

基于雅可比展开法设计的圆环型差分麦克风阵列，可产生频率不变的空间响应和调向到任意方向的波束图，但受贝塞尔函数在某些特定频率取零值的影响，白噪声增益和指向性因子会出现零陷问题，导致麦克风阵列性能恶化。同心圆环麦克风阵列可以消除零陷问题，但需要的麦克风单元数量较多，且阵列分布面积也较大。设计一种基于阿基米德螺线结构的单环螺线差分麦克风阵列。对比分析了该阵列与圆环型差分阵列在白噪声增益、指向性因子和波束图方面的差异。讨论了螺线参数选取对其性能的影响。仿真结果表明，在同等条件下，单环螺线差分阵列克服了圆环型差分阵列的白噪声增益，和指向性因子在某些特定频率点出现的零陷问题，在不增加麦克风数量的情况下，表现出更优越的性能。随着麦克风数量的增加，阵列形成的波束性能得到进一步改善。