本文首次发现和理论阐述了抛物面声镜对运动声源信号具有无多普勒畸变增益采集的特性,并通过仿真和初步的实验进行了验证。抛物面声镜可以从信号采集端解决运动声源声信号中存在的多普勒畸变问题和强噪声问题,可有效解决列车轴承道旁声学故障诊断中存在的多普勒畸变和强噪声问题,同时也有望运用于声源定位、噪声评估等涉及运动声源声音采集的领域。具体研究内容如下:(1)理论分析:首先,理论分析了多普勒畸变产生的原理,即多普勒效应是由移动声源和接收器之间的时变距离引起的。其次,分析了影响多普勒畸变程度的因素。最后,详细阐述了抛物面声镜对直线运动声源的无畸变声信号采集机理、信号增益采集机理以及指向性去噪机理。(2)仿真分析:首先,介绍了COMSOL Multiphysics软件声学模块,并建立了“静/动态声源-声镜”仿真模型。然后,通过静态和动态仿真对比分析、有声镜和无声镜情况仿真对比分析,验证了声源在150m/s速度范围内匀速直线运动以及10m/s2匀加速直线运动时,抛物面声镜具备无畸变采集和信号增益采集特性。最后,给出了1000Hz至5000Hz的幅频响应特性曲线。(3)实验验证:首先,通过静态实验和动态实验对比分析,验证了抛物面声镜对于运动声源声信号的无畸变采集特性和信号增益采集特性。其次,基于指向型微型麦克风(BO6027ULA42C)和高性能低噪声双运算放大器(NE5532),设计了抛物面焦点采集器,并试制了样机,为后续实验与应用打下基础。