美试验能安装大面积换能器的新型潜艇

为了满足声呐探测的4个基本参数:频率、波束宽度、距离和基阵增益的要求,Jackson H.A.提出了一种新型的潜艇(BBASS)。这种潜艇设计的主要特点是利用海底多次反射,将换能器大面积地布置在潜艇外壳的前面和下表面,其面积约占整个潜艇表面积的二分之一。该艇的排     

参量阵声源波束宽度影响因素分析

波束宽度是衡量参量阵声呐性能的重要技术指标之一,在设计时应该对其正确掌握,以保证整机性能.文章以圆形活塞换能器形成的参量阵声场为例,利用维斯特维尔特(Westervelt)理论和Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov(KZK)方程分别计算了参量阵声场波束宽度,通过试验验证了KZK数值计算用于分析波束宽度的准确性及对远近场的适应性,并指出利用Westervelt理论计算参量阵声源波束宽度的不足。然后通过仿真,分别分析了频率、吸收系数、阵长与参量阵波束宽度间的关系,并从物理意义上解释了阵长对参量阵声场波束宽度的影响。     

换能器幅相不一致性对圆柱基阵性能的影响

本文针对圆柱基阵换能器的多种实际排列计算了换能器幅相不一致性对基阵性能的影响。所得结论对工程设计有参考价值。     

由近场测量数据推算换能器的远场特性—具体推算式与实施技术

本文根据亥姆霍兹公式推导了由近场测量数据推算单向辐射平面换能器(基阵)、圆柱形换能器(基阵)及线列型换能器(基阵)运场声压的计算式。并通过线列-锥形换能器与线列换能器的实测例子说明了测量近场声压和推算远场特性的具体实施技术。     

水声换能器基阵互辐射阻抗研究

在水声应用领域中,通常是若干个换能器组成一个基阵进行工作。当换能器基阵工作时,基阵中单个换能器的总辐射阻抗是它自身辐射场的作用以及基阵中其它换能器辐射场作用的总和,这就引入了互辐射阻抗的问题。在水声对抗中,当换能器基阵在大功率状态下工作时,基阵的互辐射阻抗影响尤其需要进行研究分析。结合理论推导得出的规律,介绍了一种研究互辐射阻抗的测量分析方法,分析了一种换能器基阵的互辐射阻抗影响,并最终得到一般性结论。     

新型换能器及声基阵的发展概况

一、导言 近年来,由于新材料及新技术的飞速发展,促使人们研制了多种新型的换能器及声基阵。新型换能器的换能机理均与能量转换材料有关,某些最有应用前途的换能器基本上取决于新材料的换能特性,因此本文将有一定数量的篇幅阐明新型换能材料的工作机理及其重要应用。近期,声学技术在不断地扩展其新的应用范围,尤其声基阵作为水声设备,超声检测仪表及超声医疗诊断器材的重要组成部分,人们设计了满足特种要求的新型基阵,本文将逐一说明其简要工作原理及应用场合。 二、几种新型换能器的机理 及使用领域 新型换能器的转换机理基本上有下列几种…     

定位声呐的定位精度分析

本文着重探讨定位声呐接收的信号中相位因子所携带的信息。分析了噪声存在 情况下相位因子的概率密度以及声学定位的精度。提出了一个改进测量精度的方法 （依靠增加接收基阵中的换能器个数），并计算出相应的相位因子概率密度表达式。     

超波束(HBF)用于波束锐化

介绍了一种波束锐化技术,即超波束形成技术（Hyper Beamforming,HBF）,可以在减小波束宽度的同时抑制旁瓣,提高目标检测性能及方位估计能力。该方法结合常规空间加权可以进一步降低旁瓣,从而可以利用较小规模的基阵尺寸,实现大基阵的检测性能。文中给出了恒定束宽HBF实现所需系数,并将该方法应用于CW及FM信号处理,给出了预期的仿真结果。     

高频超声脉冲的激光激发

测深测潜测波测冰综合检测声呐声基阵特点是小型多功能。根据总体方案设计要求,水下基阵共分两大系统:(一)90HZ测潜测波测冰收发系统及(二)20HZ、90kHz测深收发系统。并且对于两个声系统指向性开角均有特定的要求,如对系统(一),-3dB开角测波时为5°而测潜测冰时为15°,对系统(二),-3dB开角均为15°。所以,声基阵的结构设计是本研制项目的焦点。 为了达到声基阵大小开角合一、灵活、自由选择,我们采用复频声基阵结构。此外,根据可变作用距离特点,发射功率必须分挡选择可调。换能器振子,声基阵结构均能满足大功率条件下工作的一切要求。本…     

优化高频声呐设计的相控发射技术

介绍一种相控发射在高频声呐中的成功应用.利用相控发射技术,使得宽工作扇面内发射声源级起伏小、声源级得到提高,简化了声基阵的设计和制造,声呐的性能和适装性得到大幅提高.     

250KHz多普勒计程仪二维相控基阵设计

将平面基阵的振动基元通过特定的布阵技术分别在二维方向上各构成四个子基阵,并利用两组带中心抽头的变压器移相电路消去各子基阵指向性图中的主瓣和第二栅瓣,形成由第一栅瓣构成的二维±23.58°方位上波束宽度为3°的两对定向发射笔形波束.该声基阵设计新颖、结构紧凑、性能优良、工作可靠.基阵外壳直径仅158mm,特别适合浅海或内河航船上计程仪导航设备应用.     

柱状线阵列超声换能器指向性研究

0引言医用超声换能器的发展对提高和加速医学超声诊断和治疗仪器的发展都起着决定性的作用。超声成像系统性能的好坏很大程度上决定于超声换能器的声场特性[1]。波束形成是对基阵各个基元接收信号进行一系列处理的过程,从最初的将各基元的输出信号简单相加,发展到对各基元信号的加权、延时、求和等处理方法。换能器基阵的类型也     

250KHz多普勒计程仪二维相控基阵设计

将平面基阵的振动基元通过特定的布阵技术分别在二维方向上各构成四个子基阵,并利用两组带中心抽头的变压器移相电路消去各子基阵指向性图中的主瓣和第二栅瓣,形成由第一栅瓣构成的二维±23.58°方位上波束宽度为3°的两对定向发射笔形波束.该声基阵设计新颖、结构紧凑、性能优良、工作可靠.基阵外壳直径仅158mm,特别适合浅海或内河航船上计程仪导航设备应用.     

宽带换能器基阵的计算机辅助设计

宽带换能器基阵的计算机辅助设计杨瑞科，陈启敏，魏忠仁（陕西师范大学物理系、声学所西安·７１００６２）１前言换能器（或基阵）是超声及水声设备中必不可少的关键部件，且是声学检测设备区别于其它设备的主要标志。由于换能器向着大功率、高指向性、宽带等方向发展，...     

澳大利亚获得首台拖曳声呐

GEC马可尼系统公司已向澳大利亚国防部交付了首台“卡拉瓦拉”(Kariwara)拖曳声呐基阵,以满足澳大利亚皇家海军提出的能快速布放的单独监视声呐的要求。拖曳声呐基阵通常是充油的,很笨重,给拖船造成很大的限制。但“卡拉瓦拉”拖曳声呐基阵较轻、较细,且更牢固耐用,能从护卫舰或潜艇上快速布放。该系统将被改进,作为第二阶段发展规划的一部分,预定装备新的collins级潜艇(将是澳大利亚皇家海军的新型潜艇),也将装备皇家海军的水面舰艇。     

纵向换能器宽带研究设计进展

复合棒换能器因其结构简单,性能可靠等优点在声呐系统中占有重要的位置。随着新功能材料、新理论的出现和发展,各种以复合棒换能器为基础衍生出的纵向换能器不断研制出来,在科研、军事领域得到广泛应用。了解、掌握这些换能器的工作原理对相关工作者不无裨益。介绍了纵向换能器的基本结构、工作模式、研究设计方法、及多种宽带实现思路和相应换能器具有的工作特性等。纵向换能器的多样设计不仅扩展了工作频率范围,也满足了许多不同的应用目的。     

新型换能器及声基阵的发展概况

近年来,由于新材料及新技术的飞速发展,促使人们研制了多种新型的换能器及声基阵。新型换能器的换能机理均与能量转换材料有关,某些最有应用前途的换能器基本上取决于新材料的换能特性,因此本文将有一定数量的篇幅阐明新型换能材料的工作机理及其重要应用。     

利用阵元串并方式拓宽圆柱阵垂直波速宽度

在保证基阵增益变化不大条件下，通过调整阵元的串并组合方式增大基阵垂直波束宽度来拓宽圆柱阵的垂直观察范围，并用试验验证了此方法的可靠性和正确性。     

多接收基元合成孔径声呐频域数据融合算法

单接收基元合成孔径声呐基阵的速度是严格受到限制的,这主要是由于为了保证方位向不出现栅瓣,方位的采样间隔必须小于换能器的半径。通过使用Vernier阵技术可以增加声呐平台的速度,同时在相同的时间内获得比单个接收基元合成孔径声呐更大的测绘面积。虽然我们可以通过预处理把多接收基元的回波数据转换成单接收基元的回波数据,但是这种处理需要耗费大量的时间,因此最终影响整个合成孔径处理算法的效能。文章提供了一个高效的多接收基元合成孔径声呐数据融合方法,该方法主要是利用了快速的傅里叶变换算法把数据变换到频域,然后再进行数据预处理,因此提高了数据融合的有效性,水池试验结果表明该算法是有效的和精确的。     

一种矩形辐射面宽波束换能器的设计

设计了一种可以宽波束发射的矩形辐射面换能器。通过设计矩形辐射面,适当减小矩形辐射面短边的长度,从而达到了减小换能器的横向尺寸,且增大短边平行截面上的波束宽度的目的,再引入聚氨酯硬质泡沫障板技术改变换能器的辐射声场,进一步改善了换能器的方向性。有限元分析和试制换能器测试结果表明:设计制作的13 k Hz工作频率矩形辐射面换能器,在12~15 k Hz工作频率范围内,换能器短边平行截面上的波束宽度达到105°~135°。