低頻渦旋聲場的相位分布特性研究.pdf

1、和光渦旋的類比，聲渦旋是一種具有連續(xù)螺旋相位的聲波，其沿軸傳播中心處聲強為零，具有相位奇異性，這種特性可用于物體的校準與定位。螺旋的聲波攜帶軌道角動量，傳遞到物體上可施加力矩作用于物體形成轉(zhuǎn)動。由于聲束的無損穿透性，相比于光渦旋，聲渦旋可以操控物體內(nèi)部微粒，在無創(chuàng)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有較好應(yīng)用前景。
　　本文采用相位編碼方法，基于點聲源模型對渦旋聲場的線性相位分布進行了理論研究和實驗驗證。重點研究了渦旋聲場的相位分布，并提出了利用環(huán)形相位

2、分布的斜率來判定渦旋場相位線性度和有效范圍的方法，研究表明增加的聲源數(shù)，降低聲源信號頻率，縮小檢測半徑以及提高檢測高度均可提高環(huán)形相位分布的線性度。
　　研究建立了十六聲源聲渦旋實驗系統(tǒng)，用FPGA輸出具有相位差的方波信號，經(jīng)過低通濾波模塊生成正弦波，由功率放大器后驅(qū)動揚聲器生成渦旋聲場。在計算機LabVIEW程序控制下，用微型麥克風(fēng)對渦旋聲場的聲壓和相位分布進行了測量，其結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果一致，證明了渦旋聲場相位操控的可行性以及