水聲寬帶換能器匹配技術研究與應用.pdf

1、伴隨著現(xiàn)代聲納技術發(fā)展,水聲發(fā)射機發(fā)射的信號帶寬越來越寬,這使水聲寬帶匹配成為了水聲發(fā)射機的關鍵技術之一。由于水聲換能器的阻抗存在電抗,且隨頻率的改變而不規(guī)則變化,這使得傳統(tǒng)的窄帶匹配方法很難適用。本課題針對水聲寬帶匹配所面臨的問題,提出了將實頻法引入水聲寬帶匹配并進行改進。
　　通過對傳統(tǒng)寬帶匹配理論博德-范諾-尤拉理論的研究,確定了匹配時的相關限制,驗證了實頻法引入到寬帶匹配的正確性。本課題對實頻法的基本原理和改進方向進行了分

2、析總結(jié),詳細的推導了原始實頻法和簡易實頻法的運算過程。在總結(jié)前人的基礎上提出了相應的改進,這些改進主要體現(xiàn)在:添加非最小電抗、增加使用優(yōu)化帶外阻抗和基于TPG(傳輸功率增益)函數(shù)的進一步推導。改進完成后通過特定負載模型的仿真驗證了改進的正確性。無論是原始實頻法還是改進后的實頻法都無法避免的是網(wǎng)絡拓撲函數(shù)的優(yōu)化,實頻法一般采用最小二乘法。本課題嘗試采用遺傳算法,遺傳算法能夠找到全局最優(yōu)解且比較穩(wěn)定,優(yōu)化效果更佳,能提升寬帶匹配的性能。在水

3、聲學中常把寬帶匹配網(wǎng)絡、換能器和水聲功率放大器放在一起設計實現(xiàn),它們是構成水聲發(fā)射機的重要組成部分。水聲功率放大器的作用是將信號發(fā)生源發(fā)出的信號進行放大,輸出給下一級。它可以看做匹配電路雙端網(wǎng)絡的左端激勵源,是寬帶匹配最好的驗證載體。本課題根據(jù)項目需求,實際設計了AB類功放和D類功放。在設計D類功放時,功率放大器件選用IGBT代替常見的MOSFET。提升了D類功放的最大功率限制,使其更加符合大功率放大電路的需要。
　　最后從實際應