消声瓦声学性能的大面积宽频带测量

本文利用水声计量测试最新研究成果-水声材料声学性能的自由场宽带压缩脉冲叠加法测量技术,在实验室对某型消声瓦(600×800×50mm)的声学性能进行了准确测量,测量频率范围为2kHz～20kHz.本文首先对测量系统和过程作简要的介绍;然后对声速和密度等参数已知的均匀材料样品进行了测量,并与理论计算进行比较,以核查测量系统的能力和性能;最后给出某型消声瓦的测量过程与具体测量结果.     

水声扩频技术在水下轨迹测量中的应用

本文简述了水声扩频技术的原理,介绍了应用这项技术于浮标阵水下轨 迹测量系统的 特点和性能改进,并简介了水声扩频技术湖上试验的一些结果,以及应用到时间差和径向速度进行轨迹测量的仿真结果。     

基于MATLAB的ZOOM FFT在水声测量中的应用

针对FFT分析的分辨率不够而在水声测量中导致信号的重要频域信息被遗漏的问题提出了采用ZOOM FFT进行高分辨率谱分析的解决方案。本文简要介绍了复调制ZOOM FFT的原理，在MATLAB中编写了ZFFT子程序，并分析了结果的准确性和适用性。     

英国国家物理实验室的水声计量设施和研究计划

本文介绍了英国国家物理实验室的水声校准和测量设备的状况、对校准和测量系统进行技术改造的动向、以及目前所进行的校准方法研究情况。     

水声材料性能自由场低频测量技术初探

本文对大面积无源水声材料性能测量技术提出几点改进,实现了在小型消声水池中测量大面积材料样品板的反射系数(回声降低)和透射系数(插入损失)等声学性能参数。样品的典型尺寸为1m×1m左右,目前的测量频率范围为3～20kHz。标准样品的测量结果和平面波理论模型计算值有较好的吻合,说明了改进技术有一定的可行性。     

水声测量中步进电机的一种自动控制方法

本文叙述了水声测量中用ＰＣ机对没有标准接口的步进电机进行自动控制的方法，并给出了方向性图测量的实例。     

水声材料声性能自由场测量技术研究

本文提出了一种新的大面积水声无源材料声学性能测量技术,可以在小型消声水池中测量大面积材料的某些声学性能随频率变化规律。材料样品的典型尺寸为１０００ ｍ ｍ ×１０００ ｍ ｍ 左右,目前的测量频率范围为２ ．５ ～２０ｋ Ｈｚ,测量参数包括反射系数（ 回声降低） ,透射系数（ 插入损失） 等。对标准样品进行了性能测量,测量结果和平面波理论模型计算值有较好的吻合,表明该技术有很好的发展潜力     

基于曲线拟合的水声换能器转移阻抗测量

针对传统谱分析法在测量水声换能器转移阻抗时存在频谱泄漏、栅栏效应、频率分辨力有限及限制条件过多等问题,提出基于Levenberg-Marquardt算法的曲线拟合法以改进传统方法。与传统方法比对实验表明:曲线拟合法的测量精度高,限制条件少,在欠采样的情况下仍然可以得到稳定、准确的估值。     

基于频域分解的水声信号宽带盲波束形成

盲波束形成算法可以在不知道阵的流型、信号及干扰方位的情况下,仅根据各阵元接收的数据恢复信号。由于水声信号为宽带信号,为了充分利用宽带信息,提出利用频域分解的方法获得满足窄带条件的信号,并利用窄带盲波束形成JADE（Joint Approximate Diagonalisation of Eigen-matrices）算法进行处理。对宽带盲波束形成算法进行了理论推导和仿真实验。研究结果表明,盲波束形成算法相对于常规波束形成在信号恢复方面有优越性。     

水声材料声学参数及其声管测量方法

简要阐述了水声材料产品研制过程中水声材料及其声学参数测量的重要意义和存在的问题,详细论述了水声材料声学参数分类及相应的测量方式,归纳了脉冲法、驻波法和行波法声管各自的测量原理和适用的条件,以及声管测量技术的发展趋势,最后总结了通过声管测量水声材料声学参数时,对测量声管和被测量样品的一般要求。     

采用矢量阵测量的水中宽带近场声全息技术研究

基于声强测量的宽带声全息技术(BAH IM)是由近场声全息(NAH)领域脱颖而出的一项技术,它由全息面上互相垂直的两个切向声强分量计算出全息面上的复声压相位,得到全息面上复声压,再进行NAH处理。针对水中圆柱体的噪声源识别问题,给出了该方法在柱体中运用的基本原理,利用所编制的程序进行了仿真验证,最后,采用矢量阵进行了水中近场声全息测量实验,验证了该方法的可行性和准确性,实验结果表明柱面内BAH IM技术在水中柱形声源内辐射声场的重建噪声源识别和定位中有着明显的优势。     

宽带纵振Tonpilz型水声换能器的优化设计

文章研究了拥有喇叭型前辐射头的纵振Tonpilz型压电水声换能器的参数优化问题。希望可以通过合理的调整Tonpilz型换能器各部分的几何参数,得到满意的频带宽度。研究结果表明,在没有采用其它频带展宽方法的前提下,通过优化几何参数,可以降低换能器的机械品质因素Qm,从而增大带宽。     

基于解卷积的高精度水下声信标测向方法

针对水下声信标搜寻定位声呐对搜寻定位效率的需求,文章引入一种基于空域解卷积的高精度水下声信标测向方法,对常规波束形成结果进行解卷积处理,提高了声信标搜寻定位声呐的处理增益和测向精度,提高了搜寻定位效率,并且使得为搜索发射频率为37.5 kHz的声信标设计的声呐,同时也具备了对发射频率为8.8 kHz的声信标的搜寻定位功能。通过仿真和实测数据验证了文中方法的有效性。     

压电水声换能器宽带匹配特性研究

采用等效电路变换和多物理场有限元仿真计算进行压电水声换能器宽带匹配特性研究,得出不同匹配电路下的换能器电声性能的变化规律,合理选择电感电容值和串并联方式进行调谐匹配实现双峰谐振,一方面提高换能器的工作带宽,另一方面提高工作频率范围内的发送电压响应值并减小工作频带内响应值的起伏,依照仿真数据设计制作了一款球形换能器,采用串联电感进行调谐匹配,并测试调谐匹配前后的水中电声性能,对比匹配前后换能器性能的差异。结果表明,测试结果和仿真计算吻合,运用多物理场仿真计算手段对于预测分析水声换能器电声性能具有较好的指导意义。     

脉冲反转技术在金属疲劳损伤非线性超声检测中的应用

材料性能退化总是伴随着某种形式的材料非线性力学行为,从而引起超声波传播的非线性,即高频谐波的产生。研究了利用脉冲反转技术测量金属材料超声学非线性系数的实验方法和信号处理算法,发展了一套可靠的测试实验系统,在相同条件下测量了同一试样在不同输入电压下的二次谐波和基波幅度,二次谐波幅度和基波幅度的平方近似成线性关系,表明实验系统是可靠的。利用该系统进行了一组LY12铝合金疲劳试样非线性超声检测实验。实验结果表明,超声非线性系数可以表征镁合金的疲劳早期退化,脉冲反转技术能够有效提取二次谐波时域信号,增强二次谐波的幅度,抑制主要由实验系统所产生的奇次谐波分量,为材料和结构早期力学性能退化的无损检测和评价提供一种有效的方法。     

宽带水声参量阵指向性设计与实验验证

利用宽带水声参量阵可产生高指向性宽带低频声束,推导了宽带水声参量阵生成低频声束的自解调理论模型,对其换能器指向性进行了分析与设计,并研制出了宽带水声参量阵样机。测试结果表明：该样机产成的2 kHz声束的-3 dB指向性锐角约为2.6°,具有很好的指向性,且旁瓣抑制效果好,能够产生无旁瓣的高指向性低频声束。这为解决浅海水声通信的多途干扰、远程水声保密通信等问题提供了一条新思路。     

STBC-OFDM技术在水声通信中的试验研究

空时分组编码（Space Time Block Coding,STBC）技术能够获得满发射分集增益并且译码简单,而正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术可对抗水声信道中的多径干扰和实现较高的频谱利用率。设计了将空时分组编码与正交频分复用相结合（STBC-OFDM）的高速水声通信系统方案,并进行了湖上试验研究。湖试中,在1200m距离下,带宽为4.32kHz时有效传输速率为3.328kbps,误比特率低于10-5。湖试结果表明,STBC-OFDM技术在高速水声通信中的应用潜力。