Acoustic array is a ubiquitous tool for locating and quantifying sound sources. However, its effectiveness depends greatly on the array configuration. This paper presents an array configuration method to enhance array performance, especially on the spatial resolution and the Doppler effect correction. The problem of array configuration is formulated into a position matrix determined by introducing partition spatial filtering. Irregular coaxial ring grid spacings and partition filtering conditions are suggested to control array spatial resolution. Geometrical parameters and performance indicators are constructed to quantify the relationships between the array configuration and performance. Based on these quantitative relations, the spatial variation of the array beam pattern and the Doppler effect has got adaptive adjustment. In particular, an adaptive partition algorithm is proposed to reduce computation time. The performance of the method is examined numerically and experimentally, which is compared with the other methods. The results provide the method to guide the design of a 64-microphone optimized array with high performance (1.8° spatial angle resolution and 40% Doppler frequency correction over the bandwidth from 800 Hz to 3000 Hz) and fast computing speed (18 s array generated time for 2000 arrays). Furthermore, an unusual feature of the method is that it can be utilized in the case when the source moves at a nonconstant velocity.

中文翻译：

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声阵列配置的分区空间滤波方法

声学阵列是用于定位和量化声源的普遍工具。但是，其有效性在很大程度上取决于阵列配置。本文提出了一种提高阵列性能的阵列配置方法，特别是在空间分辨率和多普勒效应校正方面。阵列配置问题被公式化为通过引入分区空间滤波确定的位置矩阵。建议使用不规则的同轴环形栅格间距和分区过滤条件来控制阵列的空间分辨率。构造几何参数和性能指标以量化阵列配置和性能之间的关系。基于这些定量关系，对阵列波束方向图的空间变化和多普勒效应进行了自适应调整。特别是，为了减少计算时间，提出了一种自适应分区算法。通过数值和实验研究了该方法的性能，并与其他方法进行了比较。结果为指导64麦克风优化阵列的设计提供了方法，该阵列具有高性能（1.8°空间角分辨率和在800 Hz至3000 Hz带宽上的40％多普勒频率校正）和快速计算速度（生成18 s阵列）时间为2000个数组）。此外，该方法的一个不寻常的特征是它可以在源以非恒定速度移动的情况下使用。结果为指导64麦克风优化阵列的设计提供了方法，该阵列具有高性能（1.8°空间角分辨率和在800 Hz至3000 Hz带宽上的40％多普勒频率校正）和快速计算速度（生成18 s阵列）时间为2000个数组）。此外，该方法的一个不寻常的特征是它可以在源以非恒定速度移动的情况下使用。结果为指导64麦克风优化阵列的设计提供了方法，该阵列具有高性能（1.8°空间角分辨率和在800 Hz至3000 Hz带宽上的40％多普勒频率校正）和快速计算速度（生成18 s阵列）时间为2000个数组）。此外，该方法的一个不寻常的特征是它可以在源以非恒定速度移动的情况下使用。