多頻帶聲吶換能器匹配網(wǎng)絡(luò)以及線性功率放大器.pdf

1、水下聲吶發(fā)射機(jī)可以分為主動型聲吶發(fā)射機(jī)和被動型聲吶發(fā)射機(jī):主動型聲吶發(fā)射機(jī)是利用聲吶系統(tǒng)在海洋中發(fā)出信號，當(dāng)聲波信號遇到目的物體就會被反射回來，然后在聲吶系統(tǒng)端的接收器接收到信號，進(jìn)行聲波反射信號的一系列處理等。而被動型聲吶不主動發(fā)出聲波信號，而是監(jiān)聽海底動靜，當(dāng)目標(biāo)物有動態(tài)發(fā)出聲響等，將會被被動型聲吶系統(tǒng)所接收到，從而計(jì)算出對方的距離等參數(shù)達(dá)到定位的目的。兩種聲吶系統(tǒng)有其優(yōu)缺點(diǎn)，因?yàn)槠鋬?yōu)缺點(diǎn)而應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。一般而言主動型聲吶系統(tǒng)應(yīng)

2、用范圍要少于被動型的聲吶系統(tǒng)，因?yàn)橹鲃有吐晠认到y(tǒng)有其最大的缺點(diǎn)就是其主動發(fā)射信號，容易被監(jiān)聽到從而暴露自己的位置。無論主動型聲吶系統(tǒng)還是被動型聲吶系統(tǒng)，其系統(tǒng)的整個框架內(nèi)容是基本一致的。需要有換能器，匹配網(wǎng)絡(luò)，功率放大器。在主動型聲吶系統(tǒng)中需要有信號源。本文中主要探討的為主動型聲吶系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括信號源，功率放大器，匹配網(wǎng)絡(luò)以及換能器。其中聲吶換能器匹配網(wǎng)絡(luò)以及線性功率放大器為本論文的研究點(diǎn)。
　　隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，對水下聲吶系統(tǒng)

3、的性能要求諸如效率、準(zhǔn)確度等越來越高。為了提高接收信號的效率，也就是說在同一時間可以獲取多個頻帶范圍的信號，產(chǎn)生了本文的多頻帶設(shè)計(jì)思想，從某一個方面講是順應(yīng)了目前對于海洋領(lǐng)域?qū)拵挼囊蟆Ｍ瑫r為了提高功率效率，獲取好的線性度，需要優(yōu)化匹配網(wǎng)絡(luò)，減小負(fù)載電流和電壓的相角，從而可以減少由于不匹配反射回來的功率，以此獲得較高的效率。在硬件測試部分中制作電感器等器件時，注意選取鐵芯和銅線，例如銅線應(yīng)該選取較低阻率的，而鐵芯應(yīng)當(dāng)選取高導(dǎo)磁率的，以

4、此提高其轉(zhuǎn)換效率。最后在功率放大器部分，選用AB類功率放大器。
　　在以往的傳統(tǒng)方式的研究中，通常是限于單頻帶的聲吶換能器匹配網(wǎng)絡(luò)研究，這在某些應(yīng)用場合是耗時且降低效率的，因?yàn)樵趯ξ粗盘柕慕邮諘r，單頻帶限制了可以獲取的信號的范圍，一旦需要獲取多個頻帶，則需要進(jìn)行中間的轉(zhuǎn)換和切換。而此文中提出的是建立在多頻帶基礎(chǔ)上，可以同時檢測雙頻帶或者多頻帶的信號，這是有別于傳統(tǒng)方法的。文章中詳細(xì)講解了傳統(tǒng)方法中的單頻帶研究方法，闡述了雙頻帶匹