基于參量陣的水聲通信技術(shù)研究.pdf

1、水聲通信技術(shù)是水聲領(lǐng)域的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一，本文主要通過實(shí)驗(yàn)研究了基于參量陣的水聲通信技術(shù)。這種技術(shù)可以使用一個(gè)相對(duì)尺寸較小的發(fā)射換能器來產(chǎn)生一個(gè)具有良好指向性的低頻聲波，它可以解決水下遠(yuǎn)程通信中換能器尺寸偏大的問題。
　　參量陣是水的非線性作用的結(jié)果，本文介紹了參量陣的產(chǎn)生原理，同時(shí)也對(duì)非線性波動(dòng)方程和伯克泰遠(yuǎn)場(chǎng)解進(jìn)行了推導(dǎo)。為了驗(yàn)證參量陣這一理論的存在，在水槽中測(cè)量了差頻波在水下各個(gè)位置處的聲壓值。實(shí)驗(yàn)表明差頻波確實(shí)存在，并且通

2、過實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)參量陣的特點(diǎn)有了大體的了解。
　　參量陣具有十分顯著的特點(diǎn)，本文對(duì)參量陣的指向性與差頻波的能量轉(zhuǎn)換效率兩方面進(jìn)行研究。為了測(cè)得參量陣的指向性，首先進(jìn)行理論分析、推導(dǎo)參量陣指向性函數(shù)，并進(jìn)行數(shù)值仿真，接著進(jìn)行水池實(shí)驗(yàn)，得到確切的數(shù)值與仿真結(jié)果進(jìn)行比較，最后對(duì)參量陣具有高指向性這一特點(diǎn)的原因進(jìn)行分析。在研究參量陣能量轉(zhuǎn)換效率時(shí)，首先對(duì)水槽實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，討論差頻波在換能器的中心軸線上能量變化規(guī)律，接著推導(dǎo)能量轉(zhuǎn)換效率公

3、式，分析各種因素對(duì)它的影響，指出提高轉(zhuǎn)換效率的方法。
　　本文的主要內(nèi)容是基于參量陣的水聲通信實(shí)驗(yàn)。首先進(jìn)行理論仿真，確定實(shí)驗(yàn)中選用的數(shù)據(jù)調(diào)制和解調(diào)方法，最終調(diào)制方法選用可靠性更高的二進(jìn)制頻移鍵控法，解調(diào)方法選擇抗干擾效果更好的相干解調(diào)法。確定調(diào)制與解調(diào)方法后，進(jìn)行水池中的參量陣數(shù)據(jù)通信實(shí)驗(yàn)，在對(duì)水聽器接收到的聲波進(jìn)行解調(diào)后，得到與所發(fā)數(shù)據(jù)相同的結(jié)果，證明利用參量陣進(jìn)行水下數(shù)據(jù)的通信是可行的，也就是說可以應(yīng)用參量陣技術(shù)，令一個(gè)相對(duì)