摘要：针对井下前视成像问题,设计了一种井下前视成像超声阵列换能器。换能器由平面圆环形阵列与凹面聚焦声学透镜组合而成,通过相控阵发射聚焦声束并控制声束旋转扫描,在阵元数相对较少的前提下实现了井孔前视方向的声束覆盖探测以及图像获取。推导了换能器的空间声场,仿真分析了换能器的声场特性及相关参数对换能器聚焦性能的影响,并据此确定了换能器的各项参数并试制出井下前视成像换能器。实验测试换能器的声场并进行了初步的成像实验,结果表明,换能器的实测声场与仿真结果基本符合,所得前视图像可以反映障碍物的形状和位置信息。

摘要：声呐系统进行水下导航及目标探测时,需要大规模布阵形成换能器阵列来实现,所需硬件以及信号处理的复杂度较高。而在螺旋声场中,由于方位角和声压相位角是线性对应的关系,所以仅由一个螺旋信标就能实现对水下目标的探测。因此,该文设计了一种能够产生螺旋声场的圆管换能器,通过有限元软件仿真,证明了该圆管换能器可以产生螺旋声场。在此基础上,进行水池实验对螺旋声场的性质进行了验证,为进一步设计出用于水下导航以及目标探测的声呐系统打下了基础。

摘要：被动定位是水声装备研制和海军国防建设的重要需求,研究有效实用的深海声源定位方法具有重要意义。适装于移动平台的水平声学基阵是实现被动定位的有效技术途径之一,但受限于深海声场特性复杂多变、基阵垂直孔径不足等因素,其被动定位算法设计面临诸多挑战。该文以深海移动水平阵被动定位为应用背景,从深海环境和声传播特性出发,简要概述了深海声源定位方法的研究进展,包括传统几何定位方法、匹配场处理方法、基于多途传播特性的深海环境适配方法以及机器学习类方法,并讨论了未来发展趋势和可能的研究思路。

摘要：对一种管梁耦合宽带换能器进行了研究,通过在圆环换能器中加入弯曲梁组成管梁耦合结构,增加有效工作模态,利用多模谐振耦合优化设计,可使换能器的工作带宽向低频大幅扩展.理论计算与实测结果均表明,管梁耦合换能器具备频带宽、功率大、尺寸小、深水性能好等特点,兼具圆环换能器与弯张换能器的优势,工作性能优良,设计灵活多变.

摘要：为了满足小型化水下工作平台远距离通信的需求,从发射功率和通信体制两方面出发,提出了一种小型化水声信号调制发射系统的设计方案。设计了发射信号结构,以直接序列扩频通信体制为基础,采用结合移相脉冲宽度调制技术生成发射信号,进行了调制算法的仿真。应用体积小、效率高的D类功率放大器,设计了布局合理的系统结构和稳定可靠的硬件电路,优化发射机与换能器之间的匹配滤波网络,实现了小型化系统。系统在海试中完成了浅海、远距离、低误码率通信。系统工作稳定,有一定的工程应用价值。

摘要：阐述了模态域阵列信号处理技术。以球面阵为例,从阵元域信号处理基础出发,推导了对应的模态域阵列信号处理表达式,其中重点推导了模态域波束形成器与时域宽带波束形成器设计及其实现方法,设计实例验证了方法的有效性。结果表明模态域处理与经典的阵元域处理具有相似的形式,因此可以将比较成熟的阵元域算法推广到模态域。相比于阵元域处理,模态域处理对声场传播与信号处理的结合更紧密,模态域波束形成具有能将波束导向与波束图综合解耦处理,以及减少信号处理通道数等优点。但模态域阵列信号处理技术适用范围也有限,仅适用于能够将声场进行谐波分解的阵形,如球面阵和圆柱阵等。

摘要：机械品质因数QM是高次谐波体声波谐振器(High-overtone Bulk Acoustic Resonator,HBAR)一个关键的特性参数。首次较系统地研究了QM随构成HBAR的3个组成部分(基底、压电薄膜和电极)的结构参数(厚度)和性能参数(特性阻抗与机械衰减因子)的变化规律。在谐振频率附近,将HBAR的分布参数等效电路简化为集总参数等效电路,首次用解析表达式给出它们的变化规律,分析了QM在给定频率最近谐振点的变化情况。结果表明,固定压电层厚度,QM随基底厚度的连续增加略呈振荡(非单调)上升,当基底厚度很大时趋于基底材料的机械品质因数;固定基底厚度,QM随压电层厚度的连续增加呈波浪式下降;选择低损耗的蓝宝石或YAG作为基底可以获得较大的QM值;电极的损耗必须考虑,它会降低QM值;与Au电极相比,具有较低损耗的A1电极选择适当厚度可以获得较高的QM值;此外,QM随频率的增加呈下降趋势。上述的结果为HBAR的优化设计提供了相应的理论依据。根据我们对K_(eff)~2的研究,Q_M与K_(eff)~2的变化规律往往是相悖的,因此在设计HBAR时要在这两者作适当的权衡。

摘要：高次谐波体声波谐振器HBAR（High—overtone Bulk Acoustic Resonator）由基底、压电薄膜和卜r电极组成，系统地研究了它们的结构参数（厚度）和性能参数（特性阻抗）对HBAR的重要性能参数有效机电耦合系数K2eff的影响。框谐振频率附近，通过将HBAR的分布参数等效电路简化为集总参数等效电路得到了它们之间的关系表达式，分析了K2eff在所关心频率最近谐振点的变化情况。结果表明，保持压电薄膜厚度不变，连续增加基底厚度，K2eff呈振荡（非单调）下降，当基底厚度达到一定值时Ⅳ量与厚度成反比下降；保持基底厚度不变，连续增加压电薄膜厚度，K2eff的峰值随基底和雕电层的特性阻抗之比增加快速下降，到达极小值后缓慢增加；选择低阻抗的熔融石英作为基底可以获得较大的凡甬；与A1电极相比，Au电极选择适当厚度可以获得较高的K2eff。上述揭示的一些规律为HBAR的优化设计提供了理论依据。

摘要：针对单业务独占带宽和多业务共享带宽的2种模式,基于交互视频业务服务性能指标和流量强度的分析,提出一种混合光纤同轴电缆(HFC)接入网交互视频多业务的网络设计方法.该方法采用扩展的Erlang B模型和Kaufman-Roberts递归算法进行网络设计,并以视频点播和时移电视业务为例,给出最优带宽资源射频频率数的计算方法,实现HFC网络交互视频业务的经济部署.

摘要：为使具有稀疏阵的三维成像声呐在成像信噪比、角分辨率及稳定性方面均具有良好的性能,提出包含主副瓣比、旁瓣高度和、主瓣宽度、通道间幅相误差4个因素的评价函数。改进优化过程,在保证阵增益、降低阵元失效影响的同时,使优化结果对幅相误差不敏感。通过对不同优化过程及实验结果进行分析,验证提出的目标函数可以使三维成像声呐具有更好的综合性能。