参量声源自解调信号失真研究

针对参量声源自解调信号失真问题,根据"Berktay远场解"对其进行了理论分析,并通过实验对理论分析结果进行了验证,发现:"Berktay远场解"对自解调信号中的基频、差频可以较准确地预测,而对导致信号失真的主要因素如二次谐波、和频等的预测误差很大,不能作为失真分析的精确依据;差频不是导致参量声源自解调信号失真的主要原因,降低失真的有效途径是减小自解调信号中二次谐波、和频分量,从而使有害频率成分的数量及幅值得到有效抑制。本项研究揭示了导致参量声源自解调信号失真的主要因素及其变化规律,可为参量声源信号处理方法的研究提供有益参考。

光纤光栅测头信号解调方法及实验研究

光纤布喇格光栅触发式测头是一种新型测头.传感信号解调是光纤光栅作为敏感元件应用于测头的关键技术之一.在光功率与波长漂移量函数关系的基础上,借助双频激光干涉仪、纳米级的微动平台对试制的测头进行FBG自解调实验.结果表明,研制的测头分辨率达到100nm,验证了光纤布喇格光栅应用于触发式测头的可行性.

声频定向扬声器谐波失真测试

依据声参量阵理论,从理论上推导出了声频定向扬声器DSB法、平方根法的自解调理论模型与谐波失真计算公式。在此基础上,以实验对其谐波失真进行了测试。实验结果表明,目前绝大多数声频定向扬声器信号处理方法的理论依据——"Berktay远场解"预测的结果与实验结果存在差异,它只能作为声频定向扬声器信号处理的定性依据。此项研究解决了长期以来声频定向扬声器信号处理理论依据得不到验证的难题,对于研究声频定向扬声器信号处理方法具有重要意义。此外,还明确提出了声频定向扬声器谐波失真的测试不能完全沿用传统扬声器的测试方法,其测试距离应该选择在接近参量阵长度处。

动态噪声差分算法实现拉曼测温仪高精度检测

传统分布式光纤传感系统采用固定噪声基底计算散射光强度.但在分布式拉曼测温系统中,由于雪崩光电二极管(avalanche photo diode,APD)光接收机工作时的温度和偏压等因素会导致基底微小改变;而由于拉曼散射光远弱于瑞利散射光,在长距离的温度解调时这个微小的改变对解调结果的影响尤为明显.为解决此问题,提出动态噪声差分算法的方法,即将菲涅尔反射峰后的基底噪声的平均值作为此散射光的动态噪声基底,实现对APD光接收机的噪声基底的动态测量.在拉曼自解调实验系统中,发现由于接收机工作时的温度和偏压等因素的微小改变导致光接收机的噪声基底存在6.62 m V的波动,且噪声基底波动导致测温精度随距离的上升而恶化;采用动态噪声基底的方法可消除噪声基底波动对测温结果的影响,将有效传感距离从3.0 km延长至11.5 km,同时在10.4 km处实现了0.61℃的测温不确定度和1.58℃的测温精确度,可为分布式拉曼传感长距离测量提供参考.

空气中圆形平面发射器参量源声场计算与模拟

基于空气介质的非线性性质,改进伯克泰线源端射阵计算模型得到正轴声场解的局限,提出一个圆形平面发射器参量源辐射声场数学模型,以参量点声源的距离和再现声场点的距离的关系作为分割点,对参量点声源到再现声场点的距离作不同的夫琅和费近似,在计算差频波再现声场的同时获得正轴和偏轴方位的声响应.将数值计算模拟结果和实验结果比较,该模型能够更准确地表现二次再现差频波声场的分布状况.

超声调制的声频定向传播性能分析

研制了一种声频定向传播系统,设计了数字调幅方式声频定向系统及其实验装置。利用声频定向系统试验装置,验证了将音频信号调制到超声载波上,经空气非线性作用解调后可以产生具有指向性的声频信号。随着调制频率的不断上升,输出的差频信号越大,高频谐波噪声越小,即调制频率差越大,空气对声波的非线性交互作用越强。

基于布拉格光纤光栅的微位移传感器的研究

微位移测量是目前热点研究领域,光纤布拉格光栅作为良好的传感元件,已被用于微位移测量领域。本文首先对布拉格光纤光栅传感的基本原理进行了分析,在此基础上设计制作了一种光纤光栅位移传感器。采用布拉格光纤光栅作为传感元件,利用自解调法进行波长解调,然后设计一整套传感系统,对微位移量进行了传感测量。利用激光干涉仪和PI微动平台对系统性能进行测试,实验结果显示传感系统分辨率达到50nm,系统回零重复性的误差26nm,系统的灵敏度为21mV/μm,最大非线性引用误差为2.45%。

基于超声调制的声波定向发射器的设计

基于超声调制的声波定向传播是近年来的热门研究课题。通过对声波定向发射原理的研究,用具体电路和器件搭建了一套完整的声波定向发射器。经过测试,获得明显的声音定向效果。因此,设计及研究高强度、高稳定度的声波定向发射器是本文的关键。

声波定向发射器的原理研究及实现

本文设计了一款基于超声调制的声波定向传输系统。该系统利用超声载波对声音信号进行双边带抑制载波幅度调制,后经由超声换能器发射到空中。由于超声波具有的自解调效应,在空气中可形成指向性清晰的可听声波。在发射系统的正前方可以听到清晰的音频信号,而在其他方向声音效果不明显,最终实现声音的定向、定点发声。无论是军用还是民用,该定向传播系统都具有非常广泛的应用前景。因此,设计及研究高强度、高稳定度的声波定向发射器是本文的关键。

聚焦参量阵原频声场抑制方法的研究

在近距离海底底质原位探测中,使用多阵元聚焦技术能弥补参量阵中差频信号能量较低的不足,但也会使得声焦点处的原频信号能量过高,导致接收系统信号波形限幅,引起波形失真,此外在声场测量时也容易造成传感器损坏。基于KZK(Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov)方程和Berktay包络自解调理论,以声焦点位于阵元差频声场远场、各阵元产生非线性效应的过程相对独立的双阵元聚焦参量阵为例,提出了一种在不破坏差频声场特性的前提下,改变发射信号形式以抑制原频声场的方法。结果表明:与发射相同载波相位的幅度调制信号相比,当两个阵元发射信号的载波相位相反时,声轴上的原频信号能量得到了明显抑制,实测声焦点处的原频声压级下降了13.2 dB,而差频声场未发生明显变化,从而验证了抑制方法的可行性。

基于静电扬声器的定向音箱系统设计

本文从应用角度出发设计一种在一定区域内听到声音的设备,使用静电扬声器为定向音箱的发生单元,既解决了噪音的防护和隔离问题,又解决了声音在空气中进行私密传输的问题,提高了声音的保真度,实现了收声区域的位置可控,降低了对周围环境的要求,易于使用。

新型光纤光栅水声传感器的研究

提出了一种新型的光纤布拉格光栅（FBG）水声传感探头结构以及光纤光栅传感信号的自解调方法。利用一对匹配光栅构成推挽结构，实现了传感一解调的合二为一，大大地减小了系统的复杂度；并通过筒状弹性体结构，解决了裸光纤光栅测量水声信号的灵敏度过小的问题，并具有温度补偿作用。仿真与初步实验结果表明，该水听器探头的测量动态范围超过100dB，在100-200 dB re 1μPa的水声压范围内，测量灵敏度为0．36nm／Mpa。