KR20150138004A - 적응형 어퍼쳐 페이즈드 어레이를 이용하는 노이즈 소스 디컴포지션 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

노이즈 소스의 특징을 결정하는 시스템 및 방법. 마이크로폰들의 제 1 어레이는 노이즈 소스의 중심축에 평행한 라인을 따라 시작 위치에서 끝 위치로 이동할 수 있는 플랫폼 상에 설치된다. 마이크로폰들의 제 2 어레이는 노이즈 소스에 관한여 공간적으로 떨어져 고정된 위치에 설치된 음향 센서들을 포함한다. 처리 시스템은 마이크로폰들의 제 2 어레이로부터의 제 2 정보와 마이크로폰들의 제 1 어레이로부터 제 1 정보를 처리한다. 처리 시스템은 제 1 어레이의 각각 분리된 단계에서 제 1 정보와 제 2 정보를 수집하고 저장하고, 제 1 정보를 공간적으로 거르고, 제 2 정보에 기초하여 걸러진 제 1 정보를 처리하고 캘리브레이트한다. 플라이오버 테스트를 위하여, 제 1 어레이는 고정된 위치에 대신 있다.

Description

적용할 수 있는 어퍼쳐 페이즈드 어레이를 이용하는 노이즈 소스 디컴포지션 시스템 및 방법{NOISE SOURCE DECOMPOSITION SYSTEM AND METHOD USING AN ADAPTABLE APERTURE PHASED ARRAY}

본 발명은 노이즈 소스 디컴포지션을 위하여 적용할 수 있는 어퍼쳐 페이즈드 어레이들을 이용하는 시스템과 방법에 관한 것이다.

노이즈(noise)와 노이즈의 원인들 또는 노이즈 소스들(sources)의 분석은 노이즈 생성의 이면의 물리적인 경과를 이해하기 위하여 종종 수행된다. 예를 들어, 분석은 노이즈가 어디로부터 온 것인지를 확인하기 위하여 수행될 수 있다. 이런 종류의 분석은 장치 테스트하는 것(testing)으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 노이즈 데이터(data)는 제트 엔진(jet engine)과 같은 항공기 엔진에 대해 수집될 수 있다. 수집된 노이즈 데이터는 제트 엔진의 내부 또는 외부의 어떤 구성요소가 노이즈를 야기하는지를 결정하기 위하여 분석될 수 있다. 이러한 다른 구성요소들은 구성요소 노이즈 소스들(component noise sources)이라고 할 수 있다. 예를 들어 제트 엔진(jet engine)의 도관들(ducts)과 흡입구들(inlets) 내에서의 다른 표면들과 고속의 배기 유동(high speed exhaust flow)을 포함하는 제트 엔진 또는 제트 엔진에 의해서 생성된 제트 배기 장치에서의 다른 구조물들 또는 물리적인 엘리먼트들(elements)은, 다른 주파수들의 다른 노이즈들의 원인이 될 수 있다.

노이즈 데이터를 분석하는 종래의 시스템들과 방법들이 몇몇의 유용한 정보를 제공함에도 불구하고, 복수의 페이즈 어레이 위치들에서 요구되는 수집된 페이즈 어레이 데이터로부터 노이즈 서브컴포넌트 스펙트럼들(noise subcomponent spectra)을 추출하고, 임의의 허용할 수 있는 인터레스트(interest) 공간적인 로케이션으로 그런 데이터를 투사할 수 없다. 그 어떤 것도, 주파수로 서브컴포넌트 소스 로케이션 변동과 다양한 소스 로케이션 정의들에 기초하는 지향성을 제공할 수 없다.

따라서, 상술한 종래의 시스템들과 방법들의 단점을 극복하는 시스템과 방법이 필요하다.

일 태양에서, 테스트 중인 장치의 적어도 하나의 특징을 결정하는 시스템이다. 음향 센서들의 제 1 어레이는 플랫폼 상에서 설치된다. 음향 센서들의 제 2 어레이는 공간적으로 떨어진 고정된 위치에 설치된 음향 센서들을 포함한다. 처리 시스템은 음향 센서들의 제 1 어레이에서의 음향 센서들로부터의 제 1 정보와 음향 센서들의 제 2 어레이로부터의 제 2 정보를 처리한다. 처리 시스템은 미리 정해진 복수의 점들에 대한 제 1 정보 및 제 2 정보를 수집하고 저장하고, 제 1 정보를 공간적으로 거르고, 제 2 정보에 기초하여 걸러진 제 1 정보를 처리하고 캘리브레이트하고, 선택된 로케이션에서의 특징을 얻기 위하여 캘리브레이트된 제 1 정보를 처리하도록 구성된다.

다른 실시예에서, 플랫폼은 테스트 중인 장치에 관하여 처음 위치로부터 테스트 중인 장치에 관한 끝 위치로 이동할 수 있다. 게다가, 공간적으로 떨어져 고정된 위치는 테스트 중인 장치에 관한 것이다. 마지막으로, 처리 시스템은 음향 센서들의 제 1 어레이가 처음 위치에서 끝 위치로 이동됨에 따라 미리 정해진 복수의 점들에 대해서 제 1 정보 및 제 2 정보를 수집하고 저장하도록 구성된다.

다른 실시예에서, 플랫폼은 고정되고, 처리 시스템은 테스트 중인 장치가 처음 위치에서 끝 위치로 이동함에 따라 제 1 정보와 제 2 정보를 수집하고 저장하도록 구성된다.

처리 시스템은 처리되고 캘리브레이트된 제 1 정보로부터 소스 로케이션 정보를 추출하도록 구성될 수 있다. 제 1 어레이는 적용할 수 있는 어퍼쳐 플래너 어레이(aperture planar array)일 수 있다. 제 2 어레이는 테스트 중인 장치로 대략 위치된 원점으로부터 균등한 거리로 떨어져 있는 제 2 어레이에서 각각의 음향 센서들을 가지는 폴라 어레이일 수 있다. 제 1 정보의 처리는 이용할 수 있는 주파수 범위들과 이용할 수 있는 제 1 어레이 위치들을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 제 1 정보의 처리는 거리, 대기 흡수, 압력 배증 및 전단층 굴절 효과들 중 적어도 하나에 대해 보정하는 것을 포함할 수 있다. 제 1 정보의 처리는 걸러진 제 1 정보가 투사될 수 있는 공간을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 제 1 정보의 처리는 걸러진 제 1 정보 내에서 각각의 점들에 대해서 노이즈 소스 지향성 특징을 결정하는 것을 포함할 수 있다.

다른 태양으로, 테스트 중인 장치의 적어도 하나의 특징을 결정하는 컴퓨터로 구현되는 방법이다. 제 1 정보는 음향 센서들의 제 1 어레이로부터 수집되고 저장되며, 제 1 어레이는 플랫폼 상에 설치된다. 제 2 정보는 음향 센서들의 제 2 어레이로부터 수집되고 저장되며, 제 2 어레이에서의 각각의 음향 센서들은 공간적으로 떨어진 고정된 위치에 설치된다. 제 1 정보 및 제 2 정보는 미리 정해진 복수의 점들에 대해 수집되고 저장된다. 다음으로, 제 1 정보는 공간적으로 걸러진다. 걸러진 제 1 정보는 제 2 정보에 기초하려 처리되고 캘리브레이트된다. 마지막으로, 캘리브레이트된 제 1 정보는 선택된 로케이션에서 특징을 얻기 위하여 처리된다.

다른 일 실시예에서, 플랫폼은 테스트 중인 장치에 관한 처음 위치에서 테스트 중인 장치에 관한 끝 위치로 이동할 수 있다. 추가적으로, 제 1 정보와 제 2 정보는 음향 센서들의 제 1 어레이가 처음 위치에서 끝 위치로 이동됨에따라 미리 정해진 복수의 점들에 대해서 수집되고 저장된다.

다른 실시예에서, 플랫폼은 고정되고, 제 1 정보 및 제 2 정보는 테스트 중인 장치가 처음 위치에서 끝 위치로 이동함에 따라 수집되고 저장된다.

다른 태양으로는, 음향 소스의 적어도 하나의 특징을 결정하기 위하여 컴퓨터 이용 가능한 프로그램 코드를 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체가 있다. 프로그램 코드는 음향 센서들의 제 1 어레이로부터 제 1 정보와 음향 센서들의 제 2 어레이로부터의 제 2 정보를 수집하고 저장하는데 제공되고, 제 1 어레이는 노이즈 소스에 관한 처음 위치로부터 노이즈 소스에 관한 끝 위치로 이동할 수 있는 플랫폼 상에 설치되고, 제 2 어레이에서의 각각의 음향 센서들은 노이즈 소스에 관해서 공간적으로 떨어져 고정된 위치에 설치되고, 음향 센서들의 제 1 어레이가 처음 위치에서 끝 위치로 이동됨에 따라 미리 정해진 복수의 점들에 대해 제 1 정보와 제 2 정보가 수집되고 저장된다. 프로그램 코드는 또한 처리를 위하여 제공되고, 그 뒤에 제 2 정보에 기초하여 걸러진 제 1 정보를 캘리브레이트한다. 마지막으로, 프로그램 코드는 선택된 로케이션에서 특징을 얻기 위하여 캘리브레이트된 제 1 정보를 더 처리하기 위하여 제공된다.

다른 일 실시예에서, 플랫폼은 테스트 중인 장치에 관한 처음 위치에서 테스트 중인 장치에 관한 끝 위치로 이동할 수 있다. 공간적으로 떨어진 고정된 위치는 테스트 중인 장치에 관한 것이다. 마지막으로, 음향 센서들의 제 1 어레이가 처음 위치에서 끝 위치로 이동됨에 따라 수집하고 저장하기 위한 프로그램 코드는 또한 미리 정해진 복수의 점들에 대해 제 1 정보와 제 2 정보를 수집하고 저장한다.

다른 실시예에서, 플랫폼은 고정되고, 테스트 중인 장치가 처음 위치에서 끝 위치로 이동함에 따라 수집하고 저장하는 프로그램 코드는 또한 제 1 정보와 제 2 정보를 수집하고 저장한다.

논의되는 특징, 기능들 및 이점들은 다양한 실시예들에서 독립적으로 성취될 수 있거나 다른 실시예들과 병합될 수 있고, 그것들의 세부사항들은 하기의 설명과 도면들을 참조하여 보여질 수 있다.

또한, 본 명세서는 하기의 항목에 따른 실시예들을 포함한다.

항목 1. 테스트 중인 장치의 적어도 하나의 특징을 결정하는 시스템으로서:

음향 센서(sound sensor)들의 제 1 어레이;

음향 센서들의 제 2 어레이; 및

음향 센서들의 제 1 어레이에서 음향 센서들로부터의 제 1 정보와 음향 센서들의 제 2 어레이로부터 제 2 정보를 처리하는 처리 시스템을 포함하고,

제 1 어레이는 플랫폼(platform) 상에 설치되고,

제 2 어레이에서 각각의 음향 센서들은 공간적으로 떨어져 고정된 위치에 설치되고,

처리 시스템은 미리 정해진 복수의 점들에 대한 제 1 정보 및 제 2 정보를 수집하고 저장하며, 이는 걸러진 제 1 정보를 생성하기 위하여 제 1 정보를 공간적으로 거르고, 처리하고 그 뒤에 제 2 정보에 기초하여 걸러진 제 1 정보를 캘리브레이트(calibrate)하고, 선택된 로케이션에서의 특징을 얻기 위하여 캘리브레이트된 제 1 정보를 처리하는 것을 특징으로 하는 시스템.

항목 2. 제 1 항에 있어서,

플랫폼이 테스트 중인 장치에 관한 시작 위치로부터 테스트 중인 장치에 관한 끝 위치로 이동할 수 있고,

공간적으로 떨어져 고정된 위치는 테스트 중인 장치에 대한 것이고,

처리 시스템은 음향 센서들의 제 1 어레이가 시작 위치에서 끝 위치로 이동됨에 따라 미리 정해진 복수의 점들에 대해 제 1 정보 및 제 2 정보를 수집하고 저장하는 것을 특징으로 하는 시스템.

항목 3. 제 1 항에 있어서,

플랫폼이 고정되고;

처리 시스템은 테스트 중인 장치가 시작 위치에서 끝 위치로 이동함에 따라 제 1 정보와 제 2 정보를 수집하고 저장하는 것을 특징으로 하는 시스템.

항목 4. 제 1 항에 있어서,

처리 시스템은 처리되고 캘리브레이트된 제 1 정보로부터 소스 로케이션 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 시스템.

항목 5. 제 1 항에 있어서,

제 1 어레이는 적용할 수 있는 어퍼쳐 어레이(aperture array)인 것을 특징으로 하는 시스템.

항목 6. 제 2 항에 있어서,

제 2 어레이는 테스트 중인 장치의 근부에 위치된 원점으로부터 균등한 거리로 배치되는 제 2 어레이에서 각각의 음향 센서들을 가지는 폴라 어레이(polar array)인 것을 특징으로 하는 시스템.

항목 7. 제 1 항에 있어서,

제 1 정보를 처리하는 것은 이용할 수 있는 주파수 범위들과 이용할 수 있는 제 1 어레이 위치들을 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.

항목 8. 제 1 항에 있어서,

제 1 정보를 처리하는 것은 거리, 대기 흡수, 압력 배증 및 전단층 굴절 효과들 중 적어도 하나에 대해 보정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.

항목 9. 제 1 항에 있어서,

제 1 정보를 처리하는 것은 걸러진 제 1 정보가 투사될 수 있는 공간을 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.

항목 10. 제 1 항에 있어서,

제 1 정보를 처리하는 것은 걸러진 제 1 정보 내에서 각각의 점에 대해 노이즈 소스 지향성 특징을 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.

항목 11. 테스트 중인 장치의 적어도 하나의 특징을 결정하는 컴퓨터로 구현되는 방법으로서,

음향 센서들의 제 1 어레이로부터 제 1 정보를, 음향 센서들의 제 2 어레이로부터 제 2 정보를 수집하고 저장하는 단계;

걸러진 제 1 정보를 생성하기 위하여 제 1 정보를 공간적으로 거르는 단계;

제 2 정보에 기초하여 걸러진 제 1 정보를 처리하고 캘리브레이트하는 단계; 및

선택된 위치에서의 특징을 얻기 위하여 제 1 정보를 더 처리하고 캘리브레이트하는 단계를 포함하고,

제 1 어레이는 플랫폼 상에 설치되고, 제 2 어레이에서 각각의 음향 센서들은 공간적으로 떨어져 고정된 위치에 설치되고, 미리 정해진 복수의 점들에서 제 2 정보가 수집되고 저장되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 구현되는 방법.

항목 12. 제 11 항에 있어서,

플랫폼은 테스트 중인 장치에 관한 시작 위치로부터 테스트 중인 장치에 관한 끝 위치로 이동할 수 있고,

공간적으로 떨어져 고정된 위치는 테스트 중인 장치에 관한 것이고,

음향 센서들의 제 1 어레이가 시작 위치에서 끝 위치로 이동됨에 따라 수집하고 저장하는 단계는 제 1 정보와 제 2 정보를 수집하고 저장하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 구현되는 방법.

항목 13. 제 11 항에 있어서,

플랫폼은 고정되고,

수집하고 저장하는 단계는 테스트 중인 장치가 시작 위치에서 끝 위치로 이동함에 따라 제 1 정보와 제 2 정보를 수집하고 저장하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 구현되는 방법.

항목 14. 제 11 항에 있어서,

처리되고 캘리브레이트된 제 1 정보로부터 소스 로케이션 정보를 추출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 구현되는 방법.

항목 15. 제 11 항에 있어서,

제 1 정보를 처리하는 단계는 이용 가능한 주파수 범위와 이용 가능한 제 1 어레이 위치들 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 구현되는 방법.

항목 16. 제 11 항에 있어서,

제 1 정보를 처리하는 단계는 거리, 대기 흡수 손실, 압력 배증 및 전단층 굴절 효과들 중 적어도 하나에 대해서 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 구현되는 방법.

항목 17. 제 11 항에 있어서,

제 1 정보를 처리하는 단계는 걸러진 제 1 정보가 투사될 수 있는 공간을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 구현되는 방법.

항목 18. 테스트 중인 장치의 적어도 하나의 특징을 결정하는 컴퓨터 이용 가능한 프로그램 코드를 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서:

음향 센서들의 제 1 어레이로부터 제 1 정보와 음향 센서들의 제 2 어레이로부터 제 2 정보를 수집하고 저장하기 위한 프로그램 코드;

걸러진 제 1 정보를 생성하기 위하여 제 1 정보를 공간적으로 거르기 위한 프로그램 코드;

제 2 정보에 기초하여 걸러진 제 1 정보를 처리하고 캘리브레이트하기 위한 프로그램 코드; 및

선택된 로케이션에서의 특징을 얻기 위하여 제 1 정보를 더 처리하고 캘리브레이트하기 위한 프로그램 코드를 포함하고,

제 1 어레이는 플랫폼 상에 설치되고,

제 2 어레이에서 각각의 음향 센서들은 공간적으로 떨어져 고정된 위치에 설치되고,

제 1 정보와 제 2 정보는 미리 정해진 복수의 점들에 대해 수집되고 저장되는 것을 특징으로 하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.

항목 19. 제 18 항에 있어서,

플랫폼은 테스트 중인 장치에 관한 시작 위치에서 테스트 중인 장치에 관한 끝 위치로 이동할 수 있고,

공간적으로 떨어져 고정된 위치는 테스트 중인 장치에 관한 것이고,

수집하고 저장하기 위한 프로그램 코드는 음향 센서들의 제 1 어레이가 시작 위치에서 끝 위치로 이동됨에 따라 미리 정해진 복수의 점들에 대해서 제 1 정보와 제 2 정보를 수집하고 저장하는 것을 특징으로 하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.

항목 20. 제 18 항에 있어서,

플랫폼은 고정되고;

수집하고 저장하는 프로그램 코드는 테스트 중인 장치가 시작 위치에서 끝 위치로 이동함에 따라 제 1 정보와 제 2 정보를 수집하고 저장하는 것을 특징으로 하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.

도 1a는 본 발명과 함께 이용되는 노이즈 소스 테스트 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 1b는 도 1a에 도시되고 본 발명과 함께 이용되는 처리 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명과 함께 이용되는 노이즈 소스 테스트 시스쳄의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 선택된 방법의 플로우 챠트이다.
도 4a 본 발명에 따른 선택된 방법을 설명하는데 이용되는 테스트 데이터의 빔폼 맵이고, 도 4b는 도 4a에서 도시된 데이터의 디컨볼루션이후에 보정되지 않은 데이터의 빔폼 맵이고, 도 4c는 디컨볼루션이후에 보정된 데이터를 가지는 도 4b의 빔폼 맵의 버전이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 선택된 방법에 따라 수집된 데이터에 대한 유효한 투사 공간을 도시하는데 이용되는 테스트 환경의 오버헤드 뷰이다.
도 6a 및 6b는 본 발명에 따른 선택된 방법에 따라 각각의 격자점에서 소스 레벨들이 어떻게 획득되는지를 도시하는데 이용되는 노이즈 지향성 챠트들이다.
도 7은 도 6a 및 도 6b 양 쪽 모두로부터의 정보를 포함하는 합성의 노이즈 지향성 챠트이다.
도 8은 본 발명에 따라서 선택된 방법에 따른 원하는 로케이션으로 캘리브레이트된 데이터가 어떻게 투사되는지를 도시하는 도면이다.
도 9는 빔폼 맵 내에서 세 개의 다른 구역들로부터의 노이즈 분포를 도시하는 도면이다.
도 10은 보정된 데이터를 이용하여 빔폼 맵에 대해서 주파수로 소스 로케이션의 변동을 도시하는 도면이다.
도 11은 빔폼 맵 내에서 세 개의 다른 구역들에 대해서 주파수로 소스 로케이션의 변동을 도시하는 도면이다.

완전히 본원 발명을 제한하는 것이 아니고 예시적인 방법으로서 구체적인 설명은 첨부된 도면들을 참고하여 이해가 가장 잘 될 것이다.

본 발명에서, 동일한 도면 부호들은 도면을 통한 동일한 구성요소들을 나타내고, 이는 본 발명의 다양한 실시예들을 도시한다.

도 1a를 참조하면, 서브컴포넌트 노이즈 소스들(subcomponent noise sources)을 테스트 하는 중인 장치를 분리하기 위한 페이즈드 어레이 분석(phased array analysis)에서 유용한 노이즈 수집 및 분석 시스템(100)이 도시된다. 시스템(100)에서, 테스트 중인 장치(101)는 음향 센서들의 페이즈드 어레이(array, 102) 및 음향 센서들의 원방(far-field, 및, 예시적인 구현으로는, 폴라(polar)) 어레이(103) 양 쪽 모두에 의하여 검출된 노이즈(106)를 송출한다. 페이즈드 어레이(102)와 원방 어레이(103)는 사용자 인터페이스(105, 예를 들어, 키보드, 마우스 및 비디오 디스플레이)의 제어아래에서 본 명세서에 개시된 방법에 부합하여 페이즈드 어레이(102)와 원방 어레이(103)으로부터 신호를 수신하고 그런 신호들을 처리하는 도 1a 처리 시스템(104)과 관련해서 설명된다. 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자로서, 처리 시스템(104)은 각각의 음향 센서로부터의 신호들을 디지털화할 수 있거나, 그런 신호들이 어레이들(102, 103)에서 국소적으로 디지털화되고 디지털 신호들로 처리 시스템(104)에 제공될 수 있다. 각각의 어레이들(102, 103)에서 음향 센서들은 마이크로폰들(microphones), 하이드로폰들(hydrophones), 레이저 센서들(laser sensors) 및 지진계들(seismometers)을 포함하나 이에 제한되지 않는 음향을 검출하는 임의의 적절한 센서일 수 있다.

도 1b에 도시되는 것과 같이, 처리 시스템(104)은 어레이들(102, 103)에 의하여 검출된 노이즈 신호들을 처리하는 종래의 컴퓨팅 시스템일 수 있고, 예를 들어 프로세서(processor, 110), 메모리 유닛(memory unit, 111), RAM/ROM(112), 입력 인터페이스(input interface, 113) 및 입력/출력 인터페이스(input/output interface, 114)를 포함할 수 있고, 이 모든 것들은 버스(115)를 통하여 연결될 수 있다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 인식할 것과 같이, 많은 다른 컴퓨터 구조들은 도 1b에 도시된 구조에 대해 대신할 수 있고 공통적인 결과들을 제공할 수 있다. 구체적으로, 처리 시스템(104)은 메모리 유닛(111)에 저장되고, RAM/ROM(112)에 저장된 빌트-인 작동 시스템(built-in operating system, BIOS)을 통하여 스타트업(startup)에서 로드(load)되는 작동 시스템 아래에서 작동할 수 있다. 작동 시스템은 입력/출력 인터페이스(114, 이는 적어도 부분적으로 키보드 인터페이스, 마우스 인터페이스 및 비디오 디스플레이 인터페이스를 포함할 수 있다)를 통하여 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 바람직하게, 사용자 인터페이스는 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface, GUI)이다. 작동 시스템은 메모리 유닛(111)에 저장된 컴퓨터 프로그램이 사용자의 제어 아래에서 실행되도록 한다. 입력 인터페이스(113)는 음향 센서들의 페이즈드 어레이(102)와 원방 어레이(103)에 결합되고, 어레이들(102, 103)에서 각각의 음향 센서들에서 검출된 음향 신호들에 상응하는 디지털 신호들을 생성하기 위하여 디지털 변환기들로 적절한 아날로그들을 포함할 수 있다. 그 대신에, 앞서 논의한 바와 같이, 디지털 변환기로의 아날로그는 각각의 어레이(102, 103)에서 국소적으로 이루어질 수 있고, 입력 인터페이스는 대안적으로 아날로그 신호들 대신에 디지털 신호들을 수신하도록 구성될 수 있다. 처리 시스템(104)은 바람직하게 사용자 제어 아래에서 하기에서 논의되는 도 3의 방법을 수행하는 메모리 유닛(111)에서 저장되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들을 포함한다.

도 2를 참조하면, 테스트 시스템 레이아웃(200)의 부감도(overhead view)가 도시된다. 구체적으로, 테스트 중인 장치는 오리진 라인(origin line, 205)을 따라 위치된 기준점(201)에서 중요점으로 위치된다. 테스트 중인 장치의 중요점은 예를 들어, 항공기 엔진의 주요 노즐 출구일 수 있다. 페이즈드 어레이(102)는 이동 가능하고(예를 들어, 라인(206)을 따라), 처음 위치(점선(203)에 의하여 나타난 50°각도에서)에서와 마지막 위치(점선(204)에 의하여 나타난 150°에서)에서 도 2에서 도시된다. 테스트 동안에, 하기에서 논의되는 것과 같이, 페이즈드 어레이(102)가 라인(206)을 따라 이동함에 따라 노이즈 데이터는 불연속 점들(예를 들어, 10 °간격들)에서 수집된다. 페이즈드 어레이(102)는 수직 평면 어레이 상에 설치된 복수의 음향 센서들을 포함하고, 일반적으로 특정 미국 특허 8,009,507 B2("`507 특허")에 도시된 적용 가능한 어퍼쳐 평면 어레이(aperture planar array)이다. 페이즈드 어레이(102)의 구성 및 작용은 완전히 `507 특허에 기재되어 있으므로 본 명세서에서 반복하지 않을 것이다. 페이즈드 어레이(102) 상에 설치된 음향 센서들은 중첩 패턴(nested pattern)을 가지고, 각각의 중첩 어레이들의 패턴의 생성은 일반적으로 특정 미국 특허 6,583,768에 설명된다. 원방 어레이(103)는 일 실시예에서 기준점(201)에 대하여 50°에서 150°의 각도에서 기준점(201)으로부터 동일한 간격으로 각각 위치될 수 있는 일련의 음향 센서들(211 내지 221)을 포함한다. 기준점(201)에서 주요 노즐 출구로 위치되는 항공기 엔진에 의하여 방출되는 노이즈를 테스트할 때, 각각의 음향 센서는 기준점(201)으로부터 25 피트(feet) 떨어진 곳에 위치될 수 있다. 대안적인 실시예에서는, 원방 어레이(103)에서의 음향 센서(211 내지 221)는 다른 배치로 위치될 수 있고, 예를 들어 다른 배치는 라인(206)에 평행하거나 다른 웰-비해이브드 공간 곡선(well- behaved spatial curve) 상에 있는 라인을 따라 있다. 다른 대안적인 실시예에서, 페이즈드 어레이에 끼워넣어진 음향 센서들은 캘리브레이션(calibration)에 이용될 수 있다. 도 2에 도시된 테스트 셋업(test setup)이 페이즈드 어레이(102)와 원방 어레이(103)에 대해 50°내지 150°의 각도 범위를 도시함에도 불구하고, 이 범위는 예를 들어, 테스트 중인 장치와 테스트가 가능한 공간에 따라 증가되거나 감소될 수 있고, 여전히 만족스러운 결과들을 제공할 수 있다. 예시적인 실시에서, 페이즈드 어레이(102)가 10°간격으로 이동됨에 따라 데이터는 불연속 점들에서 수집된다. 또한, 데이터는 풍동 전단층(wind tunnel shear layer)이 페이즈드 어레이(102)와 테스트 중인 장치 사이에서 존재할 수 있기 위하여 개방 분사 설비들(open jet facilities)을 포함하는 다양한 설비들에서 요구될 수 있다. 전단층 때문에 발생하는 소리의 굴절과 감쇠에 대해 적절한 보정들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 익숙한 방법을 이용하는 배치에 적용될 수 있다. 게다가, 몇몇의 상황에서는, 페이즈드 어레이(102)는 고정될 수 있고, 테스트 중인 장치는 플라이오버(flyover) 테스트에서 일어날 수 있는 것과 같은 것 대신에(예를 들어, 라인(205)을 따라) 이동될 수 있다.

일 실시예에서, `507 특허에 더 자세히 설명되는 바와 같이, 페이즈드 어레이(102)는 다양한 사이즈들의 네 개 서브어레이(subarray)들에 분포된 음향 센서들(416)을 포함할 수 있고, 서브 어레이들은 인터레스트의 주파수 범위를 넘어 겹치는 적용범위를 제공하는 서브 어레이들을 가지는 다양한 네 개의 서브어레이들에 분배된 음향 센서들(416)을 포함할 수 있다. 네 개의 사이즈들은: 각각 음향 센서들(170, 199, 110 및 170)을 포함하는 베이스라인 서브-어레이들로 스몰(S), 미듐(M), 라지(L) 및 엑스트라-라지(XL)로 나타낼 수 있다. 수평의/수직의 서브-어레이 어퍼쳐들은 대략 12 인치(inch) × 9 인치(S), 26.2 인치 × 19. 8 인치(M), 57.6 인치 X 43.6 인치(L) 및 126 인치 × 95.6 인치(XL)일 수 있다. 다양한 서브-어레이들 사이에서의 음향 센서들의 공유는 어레이에 의하여 제공되는 정확도를 가지는 측정들을 하기 위하여 요구되는 전반적인 음향 센서 카운트(count)를 감소시키는데에 이용될 수 있다.

도 3을 참조하면, 플로우 챠트(300)에는 인스턴트(instant) 개시의 방법을 수행하는 것이 도시된다. 첫번째로, 단계 301에서, 상술한 바와 같이 데이터는 페이즈드 어레이(102)의 각각의 위치에 대한 노이즈 테스트 동안에 각각의 음향 센서에서 수집된다. 구체적으로, `507 특허에서 더 구체적으로 논의된 것과 같이, 일 실시예에서 페이즈드 어레이(102)는 불연속 간격들에서, 예를 들어 제 1 위치에서 10°간격들로 제 2 위치로 이동될 수 있고, 제 1 위치는 예를 들어, 기준점(201)에서 150°지점이고, 제 2 위치는 예를 들어 기준점(201)에서 150°지점이다(그 각도는 통상적으로 도 2에 도시되는 것과 같이 페이즈드 어레이(102)의 중심으로 측정된다). 데이터는 메모리에 저장되고, 페이즈드 어레이(102)에서 음향 센서들로부터의 데이터는 시간 연속적으로 첫 번째로 저장되고, 그 뒤에 상호-스펙트럼 행렬(cross-spectral matrix, CSM)로 처리된다. 다른 실례에서, 테스트 중인 장치가 페이즈드 어레이(102)에 대해서 곡선 경로를 따라 이동하는 동안(예를 들어, 플라이오버 테스트 중)에 페이즈드 어레이(102)와 음향 센서들(211 내지 221)은 고정된다.

단계(302)에서, 종래의 주파수 도메인 지연과 썸 빔포밍(sum beamforming)(공간 거르기(spatial filtering))이 정해진 배치, 상태 및 페이즈드 어레이 로케이션이 대한 각각의 페이즈드 어레이 데이터 CSM에 적용된다. 플라이오버 테스트하는 것에 대하여, 드도플러제이션(DeDopplerization)(이동 소스를 고려하기 위하여)을 가지는 시간 도메인 지연 및 썸 빔포밍이 이용된다. 도 4a는 테스트 중인 고정 장치에 대해서 21 kHz(모델 스케일 주파수(model scale frequency))에서 θ=90°페이즈드 어레이 로케이션에 대한 종래의 빔 포밍 맵(map, 400) 샘플을 도시한다. 맵(400)은 노즐(404)의 출구에서 잘-정의된 노이즈 소스 영역(401)과 두 개의 다운스트림(downstream) 노이즈 소스들(402, 403)을 도시한다. 맵(400)은 날 것의, 수정되지 않은 노이즈 소스 맵 데이터를 도시한다(즉, 거리와 대기 흡수에 대한 임의의 보정없이 특정 노이즈 소스에서 실제 레벨이 아닌, 페이즈드 어레이(102)에서 보여지는 레벨에서). 도면 부호 405("+" 표시)는 피크 레벨(peak level)이 일어나는 맵(400)에서의 로케이션을 나타낸다. 이 피크 레벨은 가장 큰 다운스트림 노이즈 소스와 관련된다. 업스트림 노즐 출구 영역에서의 피크 레벨들은 최대의 피크 레벨보다 낮은 0.07dB일 뿐이다. 소스 로케이션이 맵(400)에서 최대의 피크 레벨에 기초하여 정의된다면, 레벨들이 업스트림과 다운스트림 소스들 사이에서 살짝 균등하면 피크 소스 로케이션에서 주파수로 매우 넓은 익스커션(excursion)이 있을 수 있다.

다음으로, 단계(303)에서, 그 뒤에 종래의 빔 포밍 데이터는 적절한 방법을 이용하여 디컨볼브(deconvolve)된다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 인식할 것이고, 이 프로세스에서 이용할 수 있는 다수의 종래의 디컨볼루션(deconvolution) 방법들이 있다. 도 4b는 프로세싱을 위한 맵 피크 아래에서 9dB의 컷오프(cutoff) 한계점에 기초하여 디컨볼브된 빔포밍을 도시한다. 분명하게는, 도 4b에서, 도 4a에서 보여지는 세 개의 노이즈 서브 컴포넌트 영역들은 도면 부호(406, 407, 408)에 의하여 도시되는 것과 같이 명확하게 분리돼있다. 특히, 피크 노이즈 레벨(406)은 노즐(404)의 출구 근방에 위치해있다. 후술할 바와 같이, 이 주파수는 우세한 다운스트림(노이즈 소스)에서 우세한 업스트림(노즐 출구)로의 지배적인 노이즈 소스들 변환을 거쳐서 주파수들의 범위에서 떨어진다.

단계(304)에서, 각각의 페이즈드 어레이 서브어레이에 대해 이용할 수 있는 주파수 영역들과 방사 각도들이 산정된다. 어레이 데이터는 더 높은 특정 주파수보다 위에서 어레이를 가로지르는 상관성없는 효과들 및/또는 노이즈 소스 지향성 효과들 때문에 질적으로 낮아지기 시작하고 이것이 계속될 수도 있는 동안에, 페이즈드 어레이는 더 낮은 특정 주파수 아래에서 불충분한 공간 해결 기능을 가질 수 있다. 효과에서, 이용 가능한 주파수 범위들과 방출 각들은 빔폼(beamform) 맵 노이즈 소스들이 잘 정의되고(명확하게 국한됨), 맵이 비-노이즈 관련 어레이 처리 가공품들(non-noise related array processing artifacts)에 크게 구속받지 않는 주파수들과 각들을 포함한다. 분석을 위하여 이용하기 위하여 이용 가능한 범위들을 선택하는데 있어서, 동일한 세트(set)의 주파수들은 특정 분석에서 모든 각도들을 가로지르는 이용에 대해 요구될 수 있다. 이것은 각도와 주파수 파라미더들(parameters) 간의 트레이드오프(tradeoff)를 유발한다. 정해진 분석에 대해서, 최대 주파수 적용범위의 필요성이 있으면, 사용자는 각도 범위를 줄여서 선택할 필요가 있을 수 있다. 다시 말하면, 최대의 각도 범위가 정해진 분석에 대해 바래진다면, 특정 어레이에 대해 주파수 영역을 감소시키는 것이 필요할 수 있다.

단계(305)에서, 적어도 거리, 대기 흡수 손실, 압력 배증 및 전단층 굴절 효과들은 디컨볼브된 데이터에 적용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 도 4a 및 4b에 도시된 빔폼 맵 데이터는 페이즈드 어레이(102)의 플레이트 표면(plate surface)에서 거리, 대기 흡수 손실 압력 배증 또는 전단층 굴절 효과들에 대한 임의의 정정 없이, 페이즈드 어레이(102)에서 측정되는 것과 같은 레벨들을 포함한다. 구체적으로, 단계(305)에서 거리들은 1 풋(foot) 손실도 없는 값들로 정정된다. 도 4c는 단계(305)에서의 정정 이후에 도 4b 레벨들을 도시한다. 정정 후에, 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 표준화(normalization)를 위하여 다른 밴드 정의가 선택될 수 있음에도 불구하고(즉, n번째 옥타브 밴드 또는 협대역) 협대역 데이터는 적절한 페이즈드 어레이 주파수 빈(bin)들을 합함으로써 바람직하게 1/3 옥타브 밴드(octave band) 레벨로 감소된다.

다음으로, 단계(306)에서 노이즈 서브 컴포넌트 데이터가 캘리브레이트될 수 있고 투사되는 공간이 결정된다. 이것은 모든 주파수들을 거친 대부분의 다운스트림과 대부분의 업스트림 소스 로케이션들을 결정하기 위하여 정정된 노이즈 맵 데이터를 스캐닝(scanning)을 요구한다. 도 5a는 60°(512)에서 150°(513)까지를 포괄하는 페이즈드 어레이(102)의 중심의 위치들뿐만 아니라 50°에서 150°까지를포괄하는 원방 어레이(103)에서 음향 센서들(211 내지 221)의 테스트 설비 내에서 로케이션들의 오버헤드 스케메틱(overhead schematic, 500)을 도시한다. 라인(515)은 페이즈드 어레이(102)의 모든 각도들과 주파수들을 걸쳐서 노이즈 소스가 존재하는 완성된 범위를 나타낸다. 보여준 바와 같이, 주요 다운스트림 소스(516)는 약 x=145인치이다. 라인(518)은 주요 업스트림 페이즈드 어레이 로케이션(512)에 소스(516)를 연결한다. 로케이션(512)은 도 2에서 도시된 50°점 대신에 주요 업스트림 로케이션이고, 이것은 도 2에 도시된 50°점이 이용된다면 라인(518)이 원방 어레이(102)의 범위를 넘어서(즉, 음향 센서(211)의 매우 먼 업스트림) 확장되기 때문이다. 유사하게, 라인(519)은 주요 다운스트림 페이즈드 어레이 로케이션(513)에 소스(516)를 연결한다. 그러므로, 소스(516)에서 소스 레벨들-페이즈드 어레이 각도의 기능으로서-은 라인들(518, 519)로 구획된 내부 각도에 걸쳐서 정의될 뿐이다. 유사하게는, 라인들(520, 521)은 주요 업스트림 소스(517)에서 소스 레벨들이 정의될 수 있는 경계들을 나타낸다. 이런 두 개의 세트의 포함된 각도 범위들의 교차부분은 도 5b에서 음영 영역(530)으로 도시된다. 그러므로, 영역(530)은 소스들(516, 517) 사이를 포괄하는 모든 소스 점들이 모든 페이즈드 어레이 로케이션들에 의하여 완전히 정의되는 공간을 정의한다. 이 영역(530)의 외부에서, 소스들(516, 517) 간의 노이즈 레벨들은 부분적으로만 정의될 수 있거나(예를 들어, 불완전하게), 모든 곳에서 정의될 수 없으므로, 분석에 대한 그것들의 이용을 불가능하게 한다. 영역(530)은 페이즈드 어레이 데이터는 투영될 수 있는 로케이션들에 대응하고, 어떤 음향 센서들(211 내지 221)이 페이즈드 어레이(102)로부터 데이터를 캘리브레이트하는데 이용될 수 있는 지 식별한다(즉, 영역(530) 내에서의 음향 센서들만이 이용될 수 있다-음향 센서들(213 내지 220)).

단계(307)에서, 노이즈 소스 지향성은 각각의 주파수에 대해서 빔 포밍 격자(grid) 상에서의 각각의 점에서 추출된다. 도 6a는 페이즈드 어레이 신호 레벨들의 추출을 초래하는 중요 특징들을 도시하는 테스트 설비(600)의 오버헤드 도면(overhead plot)이다. 도 6a에 포함되는 것은 50°에서 150°까지 폴라 어레이(polar array, 103)에서 음향 센서들(211 내지 221)에 대한 로케이션들, 확장된 노이즈 소스를 가지는 빔폼 맵(610) 및 테스트 중인 노즐의 아웃라인(404)이 포함된다(빔폼 맵(610)은 실례 목적들을 위하여 천천히 확대된다.). 50°, 90°및 150°페이즈드 어레이 로케이션들에서 각각 페이즈드 어레이(102)를 도시하는 사각형(632, 633, 634)과 함께, 50°에서 150°까지 페이즈드 어레이(102)의 로케이션들과 페이즈드 어레이 측정 로케이션들(621 내지 631)이 도시된다. 폴라 어레이(103)와 페이즈드 어레이(102)의 공통 기준(640)은 노즐 중심라인(616) 상에서 노즐(404)의 주요한 노즐 출구에 있다. 광선(616)은 격자점(641)으로부터 50°페이즈드 어레이(632) 로케이션(621)을 통해서 전파하고, 중심라인(616)에 대해서 각도 β(650)를 만든다. 격자점(641)이 폴라 어레이 기준(640)으로부터 다운스트림을 오프셋하기 때문에, 각도 β(650)는 50°의 측정을 가지지 않는다. 광선(661)을 따르는 노이즈 레벨이 폴라 도면에서 점(dot, 671)에 의해서 나타난다. 이 레벨은 페이즈드 어레이(102)에 의해서 측정되는 것과 같은 레벨에 대응한다. 이 프로세스는 점선 곡선(675)에 의하여 보여지는 것과 같이 인터레스트(interest)의 격자점에서 노이즈 지향성을 정의하기 위하여 모든 페이즈드 어레이 위치들에 걸쳐서 단계(307)동안 반복된다.

도 6b는 도 6a와 동일한 영상을 도시하지만, 빔폼 맵(610) 내에서 더 먼 다운스트림에 배치된 격자점(685)을 가진다. 이 경우에는, 지향성(점선 곡선(680)으로 도시된 것과 같은)은 페이즈드 어레이(102)의 대부분의 로케이션들을 거쳐 단단히 견본으로 만들어지나, 130°, 140°및 150°페이즈드 어레이 위치(629, 630, 631) 측정에서의 로케이션들을 상당히 거칠어지고, 이는 페이즈드 어레이 측정들이 바람작하게 균등한 각도들 대신에 어레이가 횡단하는 것을 따른 균등한 간격들에서 얻어져야 하기 때문이다. 다른 공간적인 로케이션들의 노이즈 레벨들을 투사하는데에서, 노이즈 레벨 지향성 커브의 내삽(interpolation)이 이용되기 때문에 이것은 중요하다.

단계(308)에서, 각각의 격자점에서의 주파수 데이터는 폴라 어레이(103) 음향 센서들(211 내지 221)로부터 상응하는 주파수 데이터를 이용하여 켈리브레이트된다(페이즈드 어레이 주파수 데이터가 일반적으로 내용에서 협대역 또는 n 번째 옥타브 밴드임). 페이즈드 어레이 데이터의 종래의 빔 포밍에 대한 표준 실시는 각각의 CSM을 가로지르는 평균값을 가지는 상호-스펙트럼 행렬(CSM) 대각선의 엘리먼트(element)들의 교체, 또는 대각선의 엘리먼트들의 삭제를 포함한다. 이러한 방법들에서 CSM 대각선의 교체는 빔폼 맵들에서 노이즈 소스 위치측정 품질이 상당히 향상되도록 한다. 그러나, 이러한 변경은 데이터에서의 에너지 밸런스(energy balance)의 변경을 초래한다. 즉, 종래의 빔 포밍 출력 레벨들은 충돌될 것이다. 이것과 다른 어레이 프로세싱 효과들 때문에, 페이즈드 어레이 데이터는 노이즈 소스 레벨들의 투사를 보정하도록 하기 위하여 캘리브레이트(calibrate)되야만 한다. 캘리브레이션(calibration)은 폴라 마이크로폰 스펙트럼들(polar microphone spectra)의 이용을 통하여 달성된다. 도 7은 도 6a와 도 6b의 합성이고, 단계(307)에서 생성된 폴라 도면 곡선(675, 680)을 도시한다. 폴라 어레이(103) 내에서의 정해진 음향 센서, 예를 들어 음향 센서(214)에 대해 빔폼 맵(610)에 도시된 노이즈 레벨 등고선들은 테스트 환경에서 모든 노이즈 소스들을 포함하는 것으로 가정하고, 업스트림 격자점(641)에서 노이스 소스가 광선 경로(720)을 따라 음향 센서(214)로 전파한다. 광선 경로(720)는 측정된 점들(점 721 및 722) 사이에서 노이즈 지향성 곡선(675)를 통하여 지나간다. 격자점(641)에서 노이즈 레벨을 음향 센서(214)로 투사하기 위하여, 노이즈 레벨은 투사 레벨 값(점 705)을 얻기 위하여 지향성 곡선(675)로부터 내삽될 필요가 있다. 이러한 내삽 값의 레벨은 그 뒤에 거리 및 대기 흡수에 대한 보정들을 적용함으로써 음향 센서(214)로 투사된다. 유사하게는, 다운스트림 격자점(685), 로케이션(685)에서의 노이즈 소스는 광선(730)을 따라서 음향 센서(214)로 투사하고, 또한 노이즈 레벨 투사 목적들에 대해서 측정된 점들(점들(731 및 732)) 사이에서 점(710)으로의 내삽을 요구한다. 그 뒤에 이런 격자점들(641 및 685)로부터 투사된 레벨들은 두 개의 격자점들에서 음향 센서(214)에서 측정된 레벨들로의 전체 노이즈 기여도를 얻기 위하여 서로 더해진다. 내삽, 투사, 총체(summation)의 프로세스는 남아있는 모든 격자점들을 통해서 반복되고, 또한 모든 격자점들에서 음향 센서(214)로의 전체 노이즈 기여도를 제공한다. 이론상으로, (더해진) 전체 값은 인터레스트의 주파수에서 음향 센서(214)에 의하여 측정된 스펙트럼들의 레벨과 정확하게 일치할 수 있다. 그러나, 실제로, 이것은 CSM 대각선의 엘리먼트들의 변경과 어레이 프로세싱 효과 때문에 필수적인 경우가 아니다. 그러므로, 캘리브레이션 값은 음향 센서(214)에서 실제 레벨과 격자점들에서 페이즈드 어레이 레벨들의 음향 센서(214)로의 투사로부터 얻어지는 더해진 레벨들 사이의 차이로 정의되어야 한다. 이 캘리브레이션 값은 빔폼 맵(610)에서 모든 격자 스펙트럼 값들로 다시 직접적으로 적용된다(음향 센서(214)로 격자점들을 연결하는 광선들 경로들(예를 들어, 라인들 720, 730)의 반대 방향을 따라서). 이 프로세스는 도 7에서 각각의 폴라 도면들(760, 770)에서 점들(740, 750)에 의하여 도시되는 지향성 레벨들을 산출한다. 각각의 격자점에서 캘리브레이트된 노이즈 레벨들의 완성 세트를 얻기 위하여, 이 프로세스는 음향 센서들(211 내지 221)(도 5b는 유효한 데이터를 가지는 음향 센서들(213 내지 220)만을 도시한다.) 사이에서 모든 유효한(단계(306)에서 결정된 것과 같이) 음향 센서들에 대해 반복된다. 편의를 위하여, 캘리브레이트된 레벨들은 바람직하게 적절한 대기 흡수와 거리 정정들을 적용함으로써 1 풋 손실없는 거리로 보정된다. 그런 보정을 적용함으로써, 그 뒤에 단계(306)에서 결정된 바와 같이 유효한 투사 공간 제약들을 전제로, 임의의 원하는 공간의 로케이션으로 캘리브레이트된 노이즈 레벨들을 투사하는 것이 수월하다.

단계(309)에서, 캘리브레이트된 데이터는 원하는 로케이션으로 투사된다. 캘리브레이트된 데이터를 투사하는 프로세스는 도 8에 도시된 것과 같은, 앞서 설명된 캘리브레이션 순서와 유사하다. 도 8에서, 점(800)은 원하는 투사점을 나타낸다. 업스트림 격자점(641)에서 캘리브레이트된 1 풋 손실없는 지향성 데이터(곡선(810))는 광선(830)(대기 흡수 손실과 거리에 대해 보정된 레벨로 격자점(641)에서 점(800)으로 투사되는)이 곡선(810)을 가로지르는 점에 상응하는 내삽된 값을 얻는데 이용된다. 유사하게는, 다운스트림 격자점(685)에서 캘리브레이트된 1 풋 손실없는 지향성 데이터(곡선(820)으로부터)는 광선(835)(대기 흡수 손실과 거리에 대해 보정된 레벨로 격자점(685)에서 점(800)으로 투사되는)이 곡선(820)을 가로지르는 점에 상응하는 내삽된 값을 얻는데 이용된다. 이 프로세스는 모든 격자점들로부터 점(800)에서의 전체 노이즈 레벨을 제공하기 위하여 서로 더해지는 투사된 레벨들의 완성 세트를 제공하기 위하여 빔폼 맵(610)에서 모든 남아있는 격자점들에 적용된다.

노이즈 소스 분석에 대한 특정 인터레스트이 결정은 전체 노이즈 레벨들로의 다양한 서브 컴포넌트 영역들의 기여 정도의 결정이다. 구역 1(905), 구역 2(910) 및 구역 3(915)으로 도시된 특정 주파수에서 세 개의 두드러진 노이즈 소스들이 있는 도 9에서 빔폼 맵(610)으로부터 주시한다. 구역 1(905)은, 예를 들어 저주파수에서 우세한 제트 혼합 노이즈를 포함할 수 있는 남아있는(다운스트림) 노이즈 소스들을 구역 2(910)와 구역 3(915)이 캡쳐(capture)하는 반면에 고주파수들에서 우세하다고 알려진 노즐 출구 근방의 노이즈에 상응한다. 노이즈 레벨들을 각각의 구역들에서 90°폴라 어레이 음향 센서의 로케이션으로 투사하는(개별적으로) 것이 바람직하다. 각각의 구역(905, 910, 915)으로부터 노이즈 기여의 결정은 전체 레벨들을 결정하는 상술된 것과 동일한 순서를 따르나, 정해진 구역 내에서부터 레벨들을 투사할 수 있다. 결과 스펙트럼들은 도 9에서 라인 도면(900)에 도시된다. 곡선(920)은, 페이즈드 어레이(102) 레벨들이 폴라 어레이(103) 레벨들로 캘리브레이티드되기 때문에 디폴트(default)로 폴라 어레이(103) 레벨들과 동일한 전체 투사 레벨들에 상응한다. 구역 1(905) 노즐 레벨들(하위 구성요소 스펙트럼들)은 도 9에서 곡선(905)에 대응하고 밴드 43에서 첫 번째로 측정가능하고, 밴드 45로의 상향으로 연속적으로 증가하고, 그 이후에 그것들이 본질적으로 전체 레벨들과 동일하다 (즉, 노즐 노이즈 소스는 완전하게 밴드 45에서 시작하는 노이즈 필드보다 우세하다). 노이즈 필드의 다운스트림 끝에서, 구역 3(915) 노즐 레벨들(서브 컴포넌트 스펙트럼들)은 밴드 40과 41에서 완전하게 노이즈 기여가 우세한 곡선(916)에 상응하고, 그 뒤로 밴드 43에서 최고의 기여를 가지는 구역 2(910)(구역 2 노즐 레벨들(하위 구성요소 스펙트럼들)은 곡선(911)에 상응한다) 내에서의 노이즈 소스의 영향이 처음으로 증가하기 때문에 계속해서 감소한다(전체 기여도의 측면에서). 도 9는 세 개의 구역(905, 910, 915)에서의 노이즈 소스들 때문에 노이즈 기여도에서의 밸런스가 주파수에 따라 어떻게 변하는 지를 도시하고, 각각의 노이즈 소스가 우세한 곳에서의 주파수들을 캡쳐한다.

단계(310)에서, 소스 로케이션들은 사용자-정의된 구역들에 대해 추출된다. 노이즈 서브 컴포넌트 레벨들을 다른 공간 로케이션들로 투사할 수 있는 것에 추가로, 또한 우세한 노이즈 소스들의 로케이션들이 공간적으로 어떻게 변하는지를 알 필요가 있다. 도 10은 빔폼 맵(610)에 대해 주파수로 소스 로케이션의 변동을 도시하는 도면(1000)를 포함한다. 수평 축은 코어 노즐 출구 로케이션(core nozzle exit location, xcore)과 팬 노즐 출구 지름(fan nozzle exit diameter, Dfan)으로부터의 거리(x)의 측면에서 정상화된다. 소스 로케이션을 정의할 수 있는 다양한 선택 사항들이 있다. 하나의 정의는, 즉 가장 높은 레벨이 일으키는 곳에서, 즉 주파수에 대한 최고의 레벨 로케이션(전체의 최고)에서 노이즈 맵(정해진 주파수에서) 상에서의 로케이션을 결정하는 것이다. 이것은 도면(1000)에서 곡선(1010)으로 도시된다. 저주파수들에서, 우세한 노이즈 소스들은 주요 노즐 출구의 약 5 팬 노즐 지름들 다운스트림이고, 고주파수 우세 노이즈 소스들은 주요 노즐 출구의 다운스트림의 딱 중간이다. 명확한 전환이 다운스트림 노이즈 소스들이 우세한 곳 아래이고 노즐 출구 소스들이 우세한 곳 위인 밴드 44에서의 곡선(1010)에서 일어난다. 그러나, 우세한 소스 로케이션을 정의에 대한 전체 피크의 이용은 다른 노이즈 소스의 존재 또는 소스 로케이션 계산 상의 그것들의 포텐셜 영향을 고려하지 않는다. 이 문제를 이야기하기 위하여, 첫 번째 대안적인 소스 로케이션 정의는 그 대신에 노이즈 소스들이 존재하는 모든 로케이션들의 의미 값을 계산한다(이런 경우에, 한계값 레벨은 레벨들이 한계값을 초과하는 격자점들을 정의하기 위하여 맵에서의 피크 레벨 아래에 아래 쪽으로 설정된다.). 그러므로, 이 정의는 모든 노이즈 소스들의 공간적인 분포를 고려한다. 그런 계산의 결과는 도 10에서 곡선(1020)으로서 도시된다. 대신에 두 번째 대안적인 소스 로케이션 정의는 가중치에 대해서 각각의 격자점에서의 노이즈 레벨들을 이용하여 가중된 평균을 계산하는 것을 포함한다. 이것은 도 10에서 곡선(1030)으로 도시된다. 첫 번째로 주의할 것은 공간적 평균(곡선(1020))과 가중된 평균(곡선(1030)) 정의들은 주파수에 대한 소스 로케이션의 상대적으로 유사한 계산들을 제공한다(그 차이가 약 팬 지름의 1/2까지 변함에도 불구하고, 그것은 소스 로케이션들을 비행에 투사하는 면에서 작은 차이로 고려된다.). 몇몇의 팬 지름들에 따라 공간적/가중치된 평균들(곡선(1020 및 1030))에 기초한 계산들과 전체 피크 레벨(곡선(1010))에 기초한 계산들 사이에서의 소스 로케이션들에서의 큰 차이가 있고, 이는 중요하고 소스 로케이션들을 비행으로 투사하는 것에서 큰 에러들을 야기할 수 있다.

소스 로케이션 계산들은 미리 정해놓은 세 개의 구역들로의 분석을 제한함으로써 더 정확해질 수 있다. 그런 분석들의 결과들은 빔폼 맵(610)으로부터 계산된 데이터에 기초하여 도 11에서의 도면(1100)으로 도시된다. 도면(1100)은 도 10으로부터 가중된 평균 계산 곡선(1030)을 포함한다. 각각의 구역은 각각의 피크 곡선들(1110a, 1110b, 1110c), 각각의 공간적 평균 곡선들(1120a, 1120b, 1120c) 및 각각의 가중된 평균 곡선들(1130a, 1130b, 1130c)을 포함한다. 구역들을 분리하기 위한 축소는 전체 맵을 고려할 때 얻을 수 있는 것보다 더 넓은 주파수 범위를 넘어서 소스 로케이션 데이터를 확대시킬 수 있다. 예를 들어, 도 10에서, 밴드(44)와 그 이상의 밴드에 대해서 노즐 노이즈 소스들에 의한 우세한 상태때문에 다운스트림 소스 로케이션이 밴드(43)로 확대될 뿐이다. 그러나, 특정된 구역들로 계산들을 제한함으로써, 다운스트림 노이즈 소스, 구역 3(915)은 도 11에서 밴드 44로 더 높이 확장되는 것이 보여진다. 유사하게는, 노즐 노이즈 소스, 구역 1(905)이 균등한 저주파수로 확장하는 것으로 도 11에서 보여진다. 구역 2(910) 소스의 중간의 영향은 또한 도 11에서 증거이다. 피크 또는 평균 소스 로케이션들을 이용하는 대신에 구역들을 분리시킴으로써, 전체 주파수 범위는 각각의 개별적인 소스가 상당한 기여도를 가진다는 것을 통해 보여질 수 있다(또는 식별할 수 있는 노이즈 소스로서 균등하게 존재한다).

본 발명이 특히 선호되는 실시예들과 그것들의 다양한 태양들에 관해서 상세하게 도시되고 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않고 다양한 변화들 변경들이 만들어지는 것이 적절할 것이다. 첨부된 청구항들은 본 명세서에 설명된 실시예들, 앞서 대안적으로 언급된 것, 및 모든 동일한 것들을 포함하는 것으로 해석될 수 있는 경향이 있다.

Claims (13)

1. 테스트(test, 101) 중인 장치의 적어도 하나의 특징을 결정하는 시스템(100)으로서:
   음향 센서(sound sensor)들의 제 1 어레이(array, 102);
   음향 센서들의 제 2 어레이(103); 및
   음향 센서들의 제 1 어레이에서 음향 센서들로부터의 제 1 정보와 음향 센서들의 제 2 어레이로부터 제 2 정보를 처리하는 처리 시스템(104)을 포함하고,
   제 1 어레이는 플랫폼(platform) 상에 설치되고,
   제 2 어레이에서 각각의 음향 센서들은 공간적으로 떨어져 고정된 위치에 설치되고,
   처리 시스템은 미리 정해진 복수의 점들에 대한 제 1 정보 및 제 2 정보를 수집하고 저장하며, 이는 걸러진 제 1 정보를 생성하기 위하여 제 1 정보를 공간적으로 거르고, 처리하고 그 뒤에 제 2 정보에 기초하여 걸러진 제 1 정보를 캘리브레이트(calibrate)하고, 선택된 로케이션에서의 특징을 얻기 위하여 캘리브레이트된 제 1 정보를 처리하는 것을 특징으로 하는 시스템(100).
2. 제 1 항에 있어서,
   플랫폼이 테스트(101) 중인 장치에 관한 시작 위치로부터 테스트 중인 장치에 관한 끝 위치로 이동할 수 있고,
   공간적으로 떨어져 고정된 위치는 테스트 중인 장치에 대한 것이고,
   처리 시스템(104)은 음향 센서들의 제 1 어레이가 시작 위치에서 끝 위치로 이동됨에 따라 미리 정해진 복수의 점들에 대해 제 1 정보 및 제 2 정보를 수집하고 저장하는 것을 특징으로 하는 시스템(100).
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   플랫폼이 고정되고;
   처리 시스템은 테스트 중인 장치가 시작 위치에서 끝 위치로 이동함에 따라 제 1 정보와 제 2 정보를 수집하고 저장하는 것을 특징으로 하는 시스템(100).
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   처리 시스템(104)은 처리되고 캘리브레이트된 제 1 정보로부터 소스 로케이션 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 시스템(100).
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   제 1 어레이(102)는 적용할 수 있는 어퍼쳐 어레이(aperture array)인 것을 특징으로 하는 시스템(100).
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   제 2 어레이(301)는 테스트 중인 장치의 근부에 위치된 원점으로부터 균등한 거리로 배치되는 제 2 어레이에서 각각의 음향 센서들을 가지는 폴라 어레이(polar array)인 것을 특징으로 하는 시스템(100).
7. 테스트(101) 중인 장치의 적어도 하나의 특징을 결정하는 컴퓨터로 구현되는 방법으로서,
   음향 센서들의 제 1 어레이(102)로부터 제 1 정보를, 음향 센서들의 제 2 어레이(103)로부터 제 2 정보를 수집하고 저장하는 단계;
   걸러진 제 1 정보를 생성하기 위하여 제 1 정보를 공간적으로 거르는 단계;
   제 2 정보에 기초하여 걸러진 제 1 정보를 처리하고 캘리브레이트하는 단계; 및
   선택된 위치에서의 특징을 얻기 위하여 제 1 정보를 더 처리하고 캘리브레이트하는 단계를 포함하고,
   제 1 어레이는 플랫폼 상에 설치되고, 제 2 어레이에서 각각의 음향 센서들은 공간적으로 떨어져 고정된 위치에 설치되고, 미리 정해진 복수의 점들에서 제 2 정보가 수집되고 저장되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 구현되는 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   플랫폼은 테스트(101) 중인 장치에 관한 시작 위치로부터 테스트 중인 장치에 관한 끝 위치로 이동할 수 있고,
   공간적으로 떨어져 고정된 위치는 테스트 중인 장치에 관한 것이고,
   음향 센서들의 제 1 어레이가 시작 위치에서 끝 위치로 이동됨에 따라 수집하고 저장하는 단계는 제 1 정보와 제 2 정보를 수집하고 저장하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 구현되는 방법.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
   플랫폼은 고정되고,
   수집하고 저장하는 단계는 테스트(101) 중인 장치가 시작 위치에서 끝 위치로 이동함에 따라 제 1 정보와 제 2 정보를 수집하고 저장하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 구현되는 방법.
10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    처리되고 캘리브레이트된 제 1 정보로부터 소스 로케이션 정보를 추출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 구현되는 방법.
11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 정보를 처리하는 단계는 이용 가능한 주파수 범위와 이용 가능한 제 1 어레이 위치들 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 구현되는 방법.
12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 정보를 처리하는 단계는 거리, 대기 흡수 손실, 압력 배증 및 전단층 굴절 효과들 중 적어도 하나에 대해서 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 구현되는 방법.
13. 제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 정보를 처리하는 단계는 걸러진 제 1 정보가 투사될 수 있는 공간을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 구현되는 방법.
    
    

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