基于時間反轉聚焦的水聲無源材料聲學性能測量.pdf

1、水下聲學材料構件是水聲工程中使用廣泛且至關重要的水下部件,不同的應用背景對材料聲學性能有特殊的要求。隨著材料科學的進步,粘彈性高分子材料等高性能吸聲新材料在吸聲降噪等水聲工程領域的應用日益廣泛。因而,對該類材料在水聲使用環(huán)境中的聲學性能測量和研究是迫切需要解決的問題。
　　 水聲無源材料的聲學性能測量包括插入損失(透射系數(shù))、回聲降低(反射系數(shù))、吸聲系數(shù)等參數(shù)的測量。目前水聲無源材料的聲學性能測量在中高頻段已經(jīng)取得了重要進展,

2、但隨著主動聲納技術的發(fā)展,其探測信號頻率逐漸向低頻擴展,所以發(fā)展低頻情況下水聲無源材料聲學性能的測量方法是目前水聲測量領域的主要趨勢。
　　 時間反轉聚焦技術充分利用了波導環(huán)境中聲傳播的多徑特性,將多徑與直達波同相位疊加,使接收信號在時間上得到了壓縮,增強了信號幅度,降低了混響效應,從而可提高低頻情況下接收信號的信混比.同時,時間反轉技術的空間聚焦特性使信號主瓣較基于平面波波束形成(直達波單路徑)的常規(guī)陣發(fā)射窄,可減小聲波衍射對

3、測量結果的影響。本文通過理論仿真分析和現(xiàn)場試驗對時間反轉聚焦測量方法進行了研究。
　　 為了使時間反轉技術能夠在封閉圓柱形容器環(huán)境中得到最佳的聚焦效果,本文利用聲射線的方法對該環(huán)境中的聲場進行了分析,通過對主瓣分辨力和對旁瓣的抑制能力的分析,設計了最佳的接收陣和發(fā)射陣組合。
　　 由于時反測量方法利用了波導的多徑效應,為使測量結果與自由場條件相一致,通過理論分析,提出了測量參數(shù)的修正方法。分別在波導水池和壓力容器環(huán)境開展