基于參量陣的水聲通信技術研究.pdf

1、水聲通信技術是水聲領域的重點研究內容之一，本文主要通過實驗研究了基于參量陣的水聲通信技術。這種技術可以使用一個相對尺寸較小的發(fā)射換能器來產生一個具有良好指向性的低頻聲波，它可以解決水下遠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果，本文介紹了參量陣的產生原理，同時也對非線性波動方程和伯克泰遠場解進行了推導。為了驗證參量陣這一理論的存在，在水槽中測量了差頻波在水下各個位置處的聲壓值。實驗表明差頻波確實存在，并且通

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

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