刚性球形传声器阵列｜实现360°三维空间声源成像，密闭舱室噪声测试优选

在汽车、高铁、飞机密闭舱室 NVH 测试、三维声场重构、空间音频开发工作中，经常需要获取完整 360° 全空间的声源分布信息。普通平面阵列只能捕捉局部声场，而刚性球形传声器阵列凭借独特的硬件结构与算法体系，可完成三维空间声源成像，成为舱室噪声源定位的重要测试设备。

🎙️ HBK 刚性球形阵列硬件结构

HBK 球形阵列本体为刚性球面结构，球面表面布置36 个或者 50 个传声器（麦克风），齐平安装于刚性球面之上。球面壳体上还集成12 颗摄像头。12 个摄像头依次完成拍摄，拼接生成一套完整的全空间实景图像。

测试工作流程：

1. 球面分布的 36/50 路传声器同步采集空间声学信号；
2. 算法计算得出各个声源的空间位置；
3. 将声源云图，叠加到 12 摄像头拼接的全空间实景图像之上；
4. 输出三维空间声源成像结果，实现声音可视化。

简单来说：实景画面看见环境，阵列听见噪声，二者叠加，直接看见噪声到底来自空间哪一个位置。

⚙️ 刚性球面设计三大核心技术优势

和市面上空心球形阵列不同，HBK 采用刚性球面设计，该结构从物理硬件层面解决多项测量干扰问题。

优势 1：消除麦克风本体、线缆带来声波反射、折射干扰

全部传声器本体、线缆均布置在刚性球面内部，可以规避传声器自身、引出线缆引发的声波反射与折射，减少硬件自身引入的测量误差。

优势 2：利用边界条件，分离纯净入射声波

刚性球面测试时，传声器采集到的信号，是入射波与球面反射波的叠加信号。 刚性球面满足表面振速为 0的物理边界条件，基于该边界条件做信号处理，就可以从混合信号当中，精准分离出原始入射波，剔除反射波带来的测量干扰。

优势 3：适配球谐函数域算法，规避空心球阵列数值不稳定缺陷

从信号处理算法角度，依托刚性球面的几何与边界条件，可以开展球谐函数分解，直接在球谐函数域完成声源定位、声源成像运算。

对比空心球形阵列：空心球阵列在部分频率段会出现 数值不稳定 现象； 刚性球面结构能够有效规避该缺陷 ，保障全工作频段算法计算稳定可靠。

📐核心算法：球面波束形成

球形阵列采用球面波束形成测量方案，可输出完整 360° 全向声学成像图。 支持基于球谐函数的 SHARP 算法；也支持处于专利申请阶段的 FAS（滤波与求和）算法，FAS 算法能够显著降低最大旁瓣水平。

配合低频增强技术，改善低频声源空间分辨率差的痛点；FAS 结合 CLEAN‑SC 算法，进一步提升中高频声源空间分辨能力。

球面波束形成无需预先假设声学环境，自由场、混响环境条件下都可以开展有效测量，尤其适配密闭舱室这类狭小、半阻尼、混响显著的测试空间。

🚀 多元应用场景，不止舱室噪声源识别

场景一：封闭舱室内声源成像（经典 NVH 测试）

广泛用于汽车、高铁、飞机封闭舱室内部声源成像测试。 针对座舱异响、风噪、设备振动噪声，完成全空间噪声源定位，支撑座舱降噪优化、产品研发验证。

场景二：三维空间声场重构

采集完整球面声场数据，借助球谐函数域分解、平面波分解两类声场建模方法，完成三维空间声场重构。 该能力可以用于飞机、高铁、汽车的内部声场复现和降噪方案验证。

场景三：空间音频领域声场采集

球面分布阵列也是空间音频开发的重要硬件：

1. 采集真实物理空间完整声场数据，服务双耳声音回放开发；
2. 也可配合球面扬声器阵列，完成三维空间声场还原，用于 VR/AR 音频、沉浸式音频设备研发测试。

📋 关键技术参数汇总

• 传感器配置：36 通道 / 50 通道传声器
• 配套硬件：球面集成 12 颗摄像头
• 噪声源识别方式：球面波束形成
• 外形尺寸：直径 20 cm
• 最大频率：12 kHz（最大旁瓣级优于 6 dB）
• 适配环境：自由场、混响环境；特别是密闭狭小半阻尼舱室

💡小结：刚性球面基底是这款球形阵列最核心的差异化设计。硬件层面抑制反射折射干扰，物理边界条件分离入射波，算法层面适配球谐函数分解，同时规避空心球阵列的数值不稳定问题，兼顾舱室 NVH 噪声定位、三维声场重构、空间音频研发多类需求。

点击这里，查看 / 下载 《HBK声学与振动产品简明目录》

您还可以通过如下方式联系我们，了解更多产品与应用详情：

邮箱：cn.info@hbkworld.com

网址：www.hbkworld.com/zh

免费热线电话：400-900-3165（周一至周五9:00-18:00）

点击这里，咨询HBK产品信息：https://www.hbkworld.com/zh/contact-us