技術(shù)特征：

1.一種基于球函數(shù)基本解的近場(chǎng)聲全息測(cè)試方法，其特征在于，至少包括如下步驟：

(1)確定振動(dòng)結(jié)構(gòu)的等效球源半徑以及球形全息測(cè)量面半徑；

(2)確定所采用球函數(shù)基本解的階數(shù)N；

(3)確定所述球形全息測(cè)量面上麥克風(fēng)的個(gè)數(shù)和位置以獲得測(cè)量點(diǎn)；

(4)對(duì)步驟(3)所確定的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行聲壓測(cè)量；

(5)利用步驟(4)中獲取的測(cè)量結(jié)果，反向重構(gòu)所述振動(dòng)結(jié)構(gòu)表面的聲學(xué)物理量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于球函數(shù)基本解的近場(chǎng)聲全息測(cè)試方法，其特征在于：所述步驟(1)中根據(jù)振動(dòng)結(jié)構(gòu)的外表面積來(lái)計(jì)算等效球源半徑，公式如下：

其中，為等效球源半徑，S為振動(dòng)結(jié)構(gòu)的外表面積；

以及根據(jù)如下公式計(jì)算球形全息測(cè)量面半徑：

其中，r_h為球形全息測(cè)量面半徑，d為球形全息測(cè)量面距等效源球面的距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于球函數(shù)基本解的近場(chǎng)聲全息測(cè)試方法，其特征在于：所述步驟(2)中依據(jù)如下公式來(lái)確定球函數(shù)基本解的階數(shù)N：

${\mathrm{\ϵ}}_N=\frac{(2N+1){\mathrm{\σ}}_N\left(k\tilde{r}\right)}{{\mathrm{\Σ}}_{n=0}^{N-1}(2n+1){\mathrm{\σ}}_n\left(k\tilde{r}\right)}\≤{\mathrm{\ϵ}}_0,$

其中，ε_N為當(dāng)基函數(shù)階數(shù)從N-1增加到N，結(jié)構(gòu)體聲功率輻射效率關(guān)于基函數(shù)階數(shù)取N-1時(shí)的相對(duì)增量；

為等效球源半徑，k為波數(shù)；

為球形聲源在第n階模態(tài)的輻射效率；

為球Hankel函數(shù)；

ε₀為設(shè)置的誤差。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于球函數(shù)基本解的近場(chǎng)聲全息測(cè)試方法，其特征在于：ε₀設(shè)置為10^-2。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的基于球函數(shù)基本解的近場(chǎng)聲全息測(cè)試方法，其特征在于：根據(jù)所述步驟(2)所確定的階數(shù)N，確定所述步驟(3)中球形全息測(cè)量面上所需要的測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)為(N+1)×(2N+1)，球形全息面上測(cè)點(diǎn)x_ij(i＝1，2，......N+1；j＝1，2，......2N+1)的球坐標(biāo)為(r_h，θ_i，φ_j)，其中，r_h為球形全息測(cè)量面半徑，0≤θ_i＝acosμ_i≤π，μ_i為N+1點(diǎn)Legendre-Gauss積分的第i積分點(diǎn)，-1≤μ_i≤1；φ_j為φ方向相應(yīng)的矩形積分點(diǎn)，且0≤j≤2N。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于球函數(shù)基本解的近場(chǎng)聲全息測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟(5)具體包括如下步驟：

(51)通過(guò)如下公式獲得參與因子

$a_n^m=\frac{1}{{\left|h_n\left({\mathrm{kr}}_h\right)\right|}^2}\frac{2\mathrm{\π}}{(2N+1)}\underset{i=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{2N}{\mathrm{\Σ}}}{w}_{i}p\left(x_{ij}\right)S_n^m{(k,x_{ij})}^{*}$

其中，為外部聲學(xué)問(wèn)題的基本解；

h_n為球Hankel函數(shù)；

為球諧和函數(shù)；

w_i為L(zhǎng)egendre-Gauss積分的第i個(gè)積分點(diǎn)權(quán)重；

p(x_ij)為步驟(4)中測(cè)點(diǎn)x_ij的測(cè)量聲壓；

(52)根據(jù)所述步驟(51)中獲取的參與因子，通過(guò)如下公式計(jì)算振動(dòng)結(jié)構(gòu)表面的聲壓：

$p\left(x\right)=\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m=-n}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{a}_n^m{S}_n^m(k,x),$

以及法向速度：

$v\left(x\right)=\frac{1}{ik\mathrm{\ρ}c}\underset{n=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m=-n}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{a}_n^m\frac{\∂S_n^m(k,x)}{\∂n\left(x\right)},$

其中ρ為介質(zhì)平均密度；c為聲速；n(x)為位置x處的外法向。

7.一種基于球函數(shù)基本解的近場(chǎng)聲全息測(cè)試裝置，其特征在于，至少包括：底座(1)、旋轉(zhuǎn)軸(2)、半圓形支架(3)、測(cè)試機(jī)構(gòu)(4)，所述旋轉(zhuǎn)軸(2)的一端安裝在所述底座(1)上且可相對(duì)所述底座(1)作圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，所述半圓形支架(3)的一端固定安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸(2)上，且所述半圓形支架(3)可隨所述旋轉(zhuǎn)軸(2)作圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，所述測(cè)試機(jī)構(gòu)(4)安裝在所述半圓形支架(3)上，可測(cè)量包圍振動(dòng)結(jié)構(gòu)(5)的球形全息測(cè)量面上的聲壓信息。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于球函數(shù)基本解的近場(chǎng)聲全息測(cè)試裝置，其特征在于：所述測(cè)試機(jī)構(gòu)(4)包括至少一個(gè)固定座(41)、至少一個(gè)測(cè)試導(dǎo)管(42)，所述固定座(41)可固定安裝在所述半圓形支架(3)上，所述測(cè)試導(dǎo)管(42)安裝在所述固定座(41)上并可相對(duì)所述固定座(41)調(diào)整其距離振動(dòng)結(jié)構(gòu)(5)的徑向距離。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于球函數(shù)基本解的近場(chǎng)聲全息測(cè)試裝置，其特征在于：所述固定座(41)上設(shè)置有安裝孔(411)，所述測(cè)試導(dǎo)管(42)安裝在所述安裝孔(411)中并可沿所述安裝孔(411)滑動(dòng)以調(diào)整其距離振動(dòng)結(jié)構(gòu)(5)的徑向距離。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的基于球函數(shù)基本解的近場(chǎng)聲全息測(cè)試裝置，其特征在于：安裝在所述半圓形支架(3)上的所述固定座(41)以及所述測(cè)試導(dǎo)管(42)的個(gè)數(shù)均為N+1，其中，N為球函數(shù)基本解的階數(shù)。