多頻帶聲吶換能器匹配網(wǎng)絡(luò)以及線性功率放大器.pdf

1、水下聲吶發(fā)射機(jī)可以分為主動(dòng)型聲吶發(fā)射機(jī)和被動(dòng)型聲吶發(fā)射機(jī):主動(dòng)型聲吶發(fā)射機(jī)是利用聲吶系統(tǒng)在海洋中發(fā)出信號(hào)，當(dāng)聲波信號(hào)遇到目的物體就會(huì)被反射回來，然后在聲吶系統(tǒng)端的接收器接收到信號(hào)，進(jìn)行聲波反射信號(hào)的一系列處理等。而被動(dòng)型聲吶不主動(dòng)發(fā)出聲波信號(hào)，而是監(jiān)聽海底動(dòng)靜，當(dāng)目標(biāo)物有動(dòng)態(tài)發(fā)出聲響等，將會(huì)被被動(dòng)型聲吶系統(tǒng)所接收到，從而計(jì)算出對(duì)方的距離等參數(shù)達(dá)到定位的目的。兩種聲吶系統(tǒng)有其優(yōu)缺點(diǎn)，因?yàn)槠鋬?yōu)缺點(diǎn)而應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。一般而言主動(dòng)型聲吶系統(tǒng)應(yīng)

2、用范圍要少于被動(dòng)型的聲吶系統(tǒng)，因?yàn)橹鲃?dòng)型聲吶系統(tǒng)有其最大的缺點(diǎn)就是其主動(dòng)發(fā)射信號(hào)，容易被監(jiān)聽到從而暴露自己的位置。無論主動(dòng)型聲吶系統(tǒng)還是被動(dòng)型聲吶系統(tǒng)，其系統(tǒng)的整個(gè)框架內(nèi)容是基本一致的。需要有換能器，匹配網(wǎng)絡(luò)，功率放大器。在主動(dòng)型聲吶系統(tǒng)中需要有信號(hào)源。本文中主要探討的為主動(dòng)型聲吶系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括信號(hào)源，功率放大器，匹配網(wǎng)絡(luò)以及換能器。其中聲吶換能器匹配網(wǎng)絡(luò)以及線性功率放大器為本論文的研究點(diǎn)。
　　隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，對(duì)水下聲吶系統(tǒng)

3、的性能要求諸如效率、準(zhǔn)確度等越來越高。為了提高接收信號(hào)的效率，也就是說在同一時(shí)間可以獲取多個(gè)頻帶范圍的信號(hào)，產(chǎn)生了本文的多頻帶設(shè)計(jì)思想，從某一個(gè)方面講是順應(yīng)了目前對(duì)于海洋領(lǐng)域?qū)拵挼囊?。同時(shí)為了提高功率效率，獲取好的線性度，需要優(yōu)化匹配網(wǎng)絡(luò)，減小負(fù)載電流和電壓的相角，從而可以減少由于不匹配反射回來的功率，以此獲得較高的效率。在硬件測(cè)試部分中制作電感器等器件時(shí)，注意選取鐵芯和銅線，例如銅線應(yīng)該選取較低阻率的，而鐵芯應(yīng)當(dāng)選取高導(dǎo)磁率的，以

4、此提高其轉(zhuǎn)換效率。最后在功率放大器部分，選用AB類功率放大器。
　　在以往的傳統(tǒng)方式的研究中，通常是限于單頻帶的聲吶換能器匹配網(wǎng)絡(luò)研究，這在某些應(yīng)用場(chǎng)合是耗時(shí)且降低效率的，因?yàn)樵趯?duì)未知信號(hào)的接收時(shí)，單頻帶限制了可以獲取的信號(hào)的范圍，一旦需要獲取多個(gè)頻帶，則需要進(jìn)行中間的轉(zhuǎn)換和切換。而此文中提出的是建立在多頻帶基礎(chǔ)上，可以同時(shí)檢測(cè)雙頻帶或者多頻帶的信號(hào)，這是有別于傳統(tǒng)方法的。文章中詳細(xì)講解了傳統(tǒng)方法中的單頻帶研究方法，闡述了雙頻帶匹