Das Funktionsprinzip eines Delay-And-Sum-Beamformers kann man gut erklären, wenn man die Signalverarbeitung schrittweise nachvollzieht. In Abbildung 1 ist das entsprechende Signalflussdiagramm zu sehen, in dem zur Veranschaulichung zwei Punktquellen in einer Ebene vor dem Mikrofonarray angenommen werden.
- Der Schall einer Quelle gelangt auf unterschiedlich langen Strecken zu den Mikrofonen.
- Dadurch wird der gleiche Schalldruckverlauf mit unterschiedlichen Phasenlagen aufgenommen. Da der Abstand zur Messebene und die Schallgeschwindigkeit bekannt sind, können diese Phasen- bzw. Laufzeitunterschiede für jeden Punkt auf der Messebene berechnet werden. In Abbildung 1 ist der Beamformer auf den Punkt in der Messebene fokussiert, an dem sich Quelle 1 befindet.
- Die Signale der einzelnen Mikrofonkanäle verschieben sich entsprechend der für den Punkt berechneten Laufzeitdifferenzen. Dadurch liegen die Signalanteile von Quelle 1 (rote Impulse) in allen Kanälen zeitlich genau übereinander, während die Signalanteile von Quelle 2 (blaue Impulse) verschiedene Phasenlagen aufweisen.
- Nun werden die Signale aller Kanäle addiert und danach durch die Anzahl der Kanäle geteilt. In Abbildung 1 ist das Ergebnis dieser Berechnung als \(f_{BF}(x,t)\) dargestellt. Die Signalanteile von Quelle 1 (rot) haben im Ausgangssignal wieder die ursprüngliche Amplitude von Quelle 1, während die Signalanteile von Quelle 2 (blau) unterdrückt wurden. Aus dem Zeitsignal \(f_{BF}(x,t)\) kann der RMS oder maximale Wert berechnet werden, der dann in die akustische Karte eingetragen wird.
