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title: 聲學的近場模型和遠場模型
tags: [Acoustic]

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date: June 13, 2022
id: 2022-06-001
tags: Acoustic
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# 聲學的近場模型和遠場模型

聲波是縱波，即媒質中質點沿傳播方向運動的波。聲波是一種振動波，聲源發聲振動後，聲源四周的媒質跟著振動，聲波隨著媒質向四周擴散，所以是球面波。

根據聲源和麥克風陣列距離的<font color=#0000FF>**遠近**</font>，可將聲場模型分為兩種：**近場模型和遠場模型**。

>近場模型將聲波看成<font color=#0000FF>球面波</font>，它<u>考慮麥克風陣元接收信號間的幅度差</u>；
>遠場模型則將聲波看成<font color=#0000FF>平面波</font>，它<u>忽略各陣元接收信號間的幅度差，近似認為各接收信號之間是簡單的時延關係</u>。

顯然遠場模型是對實際模型的簡化，極大地簡化了處理難度。一般語音增強方法就是基於遠場模型。

近場模型和遠場模型的劃分沒有絕對的標準，一般認為聲源離麥克風陣列中心參考點的距離遠大于信號波長時為遠場；反之，則為近場。

設均勻線性陣列相鄰陣元之間的距離(又稱陣列孔徑)為$d$，聲源最高頻率語音的波長(即聲源的最小波長)為$λ_{min}$，如果聲源到陣列中心的距離大於$\frac{2d^2}{λ_{min}}$，則為遠場模型，否則為近場模型

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**example:**
application product: earphone
mic distance: 0.03m
bandwidth: 8k Hz(max)
distance bwtween mounth and mic: 0.15m

$λ_{min}= \frac{334m}{8k}= 0.04175m$

$Juction= \frac{2*0.03m^2}{0.04175m}= 0.043m= 4.3cm$

the application is <u>Far-Feild status</u>.

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