本文關(guān)鍵詞：多頻帶聲吶換能器匹配網(wǎng)絡(luò)以及線性功率放大器，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水下聲吶發(fā)射機可以分為主動型聲吶發(fā)射機和被動型聲吶發(fā)射機：主動型聲吶發(fā)射機是利用聲吶系統(tǒng)在海洋中發(fā)出信號,當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,當目標物有動態(tài)發(fā)出聲響等,將會被被動型聲吶系統(tǒng)所接收到,從而計算出對方的距離等參數(shù)達到定位的目的。兩種聲吶系統(tǒng)有其優(yōu)缺點,因為其優(yōu)缺點而應用于不同的領(lǐng)域。一般而言主動型聲吶系統(tǒng)應用范圍要少于被動型的聲吶系統(tǒng),因為主動型聲吶系統(tǒng)有其最大的缺點就是其主動發(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。 隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,對水下聲吶系統(tǒng)的性能要求諸如效率、準確度等越來越高。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)計思想,從某一個方面講是順應了目前對于海洋領(lǐng)域?qū)拵挼囊�。同時為了提高功率效率,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,例如銅線應該選取較低阻率的,而鐵芯應當選取高導磁率的,以此提高其轉(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,這在某些應用場合是耗時且降低效率的,因為在對未知信號的接收時,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。文章中詳細講解了傳統(tǒng)方法中的單頻帶研究方法,闡述了雙頻帶匹配網(wǎng)絡(luò)的算法,利用matlab編程模擬構(gòu)造實現(xiàn)多頻帶聲吶換能器匹配網(wǎng)絡(luò),給出算法的基礎(chǔ)上得到其仿真結(jié)果,同時在水下進行了實際的硬件電路系統(tǒng)測試。最后利用LTSpice進行了功率放大器的初步設(shè)計以及初步仿真。在電路結(jié)構(gòu)分析以及仿真結(jié)果分析的基礎(chǔ)上,比較仿真結(jié)果以及實際測試結(jié)果,爭對其結(jié)果比較給出理論分析說明,提出下一步的改善方案以及展望。
【關(guān)鍵詞】：聲吶換能器 匹配網(wǎng)絡(luò) 雙頻帶 線性功率放大器
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB565.1;TN722.75
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 1 序言9-12
• 2 引言12-18
• 3 聲吶匹配網(wǎng)絡(luò)分析18-20
• 4 系統(tǒng)設(shè)計20-26
• 4.1 系統(tǒng)框圖20-22
• 4.2 濾波器分析22-24
• 4.3 濾撥器類型選擇24-26
• 5 系統(tǒng)實現(xiàn)方案26-56
• 5.1 換能器等效電路27-34
• 5.1.1 方法27-30
• 5.1.2 仿真30-33
• 5.1.2.1 低頻帶30-31
• 5.1.2.2 高頻帶31-33
• 5.1.3 換能器模型的電路總結(jié)33-34
• 5.2 匹配網(wǎng)絡(luò)34-53
• 5.2.1 方法34-48
• 5.2.1.1 單頻帶帶通貝塞爾濾波器34-45
• 5.2.1.2 雙頻帶帶通貝塞爾濾波器45-48
• 傳統(tǒng)方法45-47
• 定義45-46
• 電路46
• 計算46-47
• 雙頻帶同時工作的貝塞爾帶通濾波器方法47-48
• 5.2.2 仿真48-53
• 5.2.2.1 單低頻帶帶通貝塞爾濾波器仿真結(jié)果48-49
• 5.2.2.2 單高頻帶帶通貝塞爾濾波器仿真結(jié)果49-50
• 5.2.2.3 傳統(tǒng)雙頻帶帶通貝塞爾濾波器仿真結(jié)果50-52
• 5.2.2.4 同時工作雙頻帶帶通貝塞爾濾波器仿真結(jié)果52-53
• 5.3 線性功率放大器53-56
• 6 測試56-64
• 6.1 貝塞爾濾波器測試56-64
• 6.1.1 測試系統(tǒng)56
• 6.1.2 水下聲吶換能器測試數(shù)據(jù)圖56-57
• 6.1.3 聲吶換能器匹配網(wǎng)絡(luò)水中測試57-63
• 6.1.4 測試結(jié)果分析63-64
• 7 結(jié)論64-65
• 參考文獻65-68
• 作者簡歷及攻讀碩士 /博士學位期間取得的研究成果68-70
• 學位論文數(shù)據(jù)集70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 董一伯;劉久文;鄒世源;;基于MATLAB的功率放大器行為級建模方法研究[J];電子測量技術(shù);2013年01期

2 解寶興;郝?lián)碥?程玲;;水下遠程探測的研究和發(fā)展方向[J];艦船科學技術(shù);2008年03期

  本文關(guān)鍵詞：多頻帶聲吶換能器匹配網(wǎng)絡(luò)以及線性功率放大器，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：339107