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龙图腾网获悉中国计量科学研究院申请的专利定向螺旋传声器阵列及其波束形成方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119946493B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510015991.9，技术领域涉及：H04R1/20；该发明授权定向螺旋传声器阵列及其波束形成方法是由牛锋;黄志勋;何龙标;秦朝琪;冯秀娟;杨平设计研发完成，并于2025-01-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本定向螺旋传声器阵列及其波束形成方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种定向螺旋传声器阵列及其波束形成方法，涉及声学技术领域，传声器阵列，包括：多个指向性阵元，各所述指向性阵元等方位角地分布于阿基米德螺线上。本发明提供一种定向螺旋传声器阵列及其波束形成方法，能更灵活地调整波束方向，从而解决传统的传声器阵列决波束调向能力受限的问题，能有效避免零陷现象的发生，能够降低对白噪声的放大效应，提高信号采集的质量，能增强对期望指向方向的接收灵敏度，能够确保在空间上均匀采样，提高音频信号采集的可靠性，进而能在不增加传声器阵列中的阵元数量以及空间分布面积的情况下，提高传声器阵列进行音频信号采集的质量和可靠性，还能提升传声器阵列在高频时的性能以及频率不变特性。

本发明授权定向螺旋传声器阵列及其波束形成方法在权利要求书中公布了：1.一种应用于定向螺旋传声器阵列的波束形成方法，其特征在于，所述定向螺旋传声器阵列，包括：多个指向性阵元，各所述指向性阵元等方位角地分布于阿基米德螺线上； 所述方法，包括： 利用所述定向螺旋传声器阵列对目标声源的音频信号进行测量； 对所述定向螺旋传声器阵列的导向矢量进行圆谐波分解，获得所述定向螺旋传声器阵列对应的原始波束图之后，取所述原始波束图的前阶，作为所述定向螺旋传声器阵列对应的目标波束图，表示大于零的正整数； 令所述目标波束图与理想波束图相等，令所述目标波束图在期望指向方向上无约束失真之后，基于所述目标波束图和所述理想波束图，计算得到滤波器系数的最小范数解，所述理想波束图的阶数为阶，所述理想波束图的指向角度以及控制波束形状的波束形成系数是预定义的，所述期望指向方向为所述定向螺旋传声器阵列的中心点指向目标声源的方向； 将所述滤波器系数的最小范数解与所述定向螺旋传声器阵列的导向矢量相乘，获得所述定向螺旋传声器阵列对应的波束； 所述获得所述定向螺旋传声器阵列对应的波束之后，所述方法还包括： 获取所述定向螺旋传声器阵列对应的波束的白噪声增益评价指标和指向因子评价指标； 基于所述定向螺旋传声器阵列对应的波束的白噪声增益评价指标和指向因子评价指标，获取所述定向螺旋传声器阵列对应的波束的评价结果； 所述理想波束图的指向方向与所述波束形成系数之间的关系满足： ； 其中，表示波束的最大响应方向，所述最大响应方向为波束图上相应最大值的点所在的方向；表示所述目标声源的音频信号的入射方向；表示波束图的表达式；表示所述波束形成系数；表示虚数单位；表示求和函数；表示所述求和函数的参数，范围是‑N至N； 所述定向螺旋传声器阵列中第环中第个指向性阵元的极径的数学表达式如下： ； 其中，表示所述定向螺旋传声器阵列的初始极径；表示所述定向螺旋传声器阵列中第环中第个指向性阵元的方位角，；表示所述定向螺旋传声器阵列中的螺线极径随极角的变化率； 所述定向螺旋传声器阵列中第环中第个指向性阵元的指向模式的数学表达式如下： ； 其中，表示所述定向螺旋传声器阵列中第环中第个指向性阵元对应的权重因子，在的情况下，所述定向螺旋传声器阵列中第环中第个指向性阵元是全向的；在的情况下，所述定向螺旋传声器阵列中第环中第个指向性阵元具有指向性，且所述定向螺旋传声器阵列中第环中第个指向性阵元的指向模式由权重因子决定；在所述定向螺旋传声器阵列中第环中各指向性阵元的指向模式相同的情况下，所述定向螺旋传声器阵列中第环中任一指向性阵元的权重因子用表示。

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