参量接收阵组成基阵的实现方法
【专利摘要】本发明提供了一种参量接收阵组成基阵的实现方法，包括步骤：对一个高频泵波发射换能器、一个高频泵波发射机、多个差频接收水听器进行布置，其中，高频泵波发射换能器连接高频泵波发射机，差频接收水听器接收高频泵波发射机发射的信号，各个差频接收水听器水平布阵。本发明还提供相应的实现系统。本发明是一种提高参量接收阵输出信噪比的组合创新技术，有助于提高参量接收阵的工程应用价值。
【专利说明】参量接收阵组成基阵的实现方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水声工程中声纳【技术领域】，具体涉及一种参量接收阵组成基阵的实现方法。
【背景技术】
[0002]参量接收阵利用声学非线性效应形成的虚拟端射阵实现低频指向性接收[Berktay, H, O, Parametric Amplification by the Use of Acoustic Non-Linearitiesand Some Possible Applications, J.Sound Vib.2:462-470 (1965) ] ? 其实现只需要一个高频发射换能器和一个水听器，在垂直于声传播方向上的尺寸要求很低，可以应用于受一定空间限制而又需要高指向性接收的环境。
[0003]参量接收阵的基本原理是:用一个高频换能器发射一个频率&的高频强声波(称为泵波)，使它与被接收的频率为fs (波长λ s)的低频信号产生相互作用，由于泵波幅度很强，考虑声传播的非线性效应时，泵波与被测信号在相互作用区内会产生具有累加效应的差频波及和频波，在泵波换能器的声轴上放置一个接收换能器，该换能器除了接收到频率为fo的泵波外，还会接收到两个边带调制成份的波。
[0004]参量接收阵是在强的泵波背景上检测频率为的和差弱信号参量声波，由于差频及和频波具有累加效应，可以形成类似于端射阵的指向性，因此，经过解调输出后，通过参量接收阵可以获得较高的低频指向性增益。参量接收阵只需要两个换能器，并且其径向(沿声传播方向)尺度很小，在一些有安装空间限制的情况下可以实现常规线阵难以实现的低频高指向性接收。
[0005]参量接收阵的空间指向性和接收阵增益由其阵长和低频波长决定，满足下面两个公式:
【权利要求】
1.一种参量接收阵组成基阵的实现方法，其特征在于，包括步骤: 对一个高频泵波发射换能器、一个高频泵波发射机、多个差频接收水听器进行布置，其中，高频泵波发射换能器连接高频泵波发射机，差频接收水听器接收高频泵波发射机发射的信号，各个差频接收水听器水平布阵。
2.根据权利要求1所述的参量接收阵组成基阵的实现方法，其特征在于，高频泵波发射换能器和高频泵波发射机构成水平宽波束、垂直窄波束的高频泵波声源。
3.根据权利要求1所述的参量接收阵组成基阵的实现方法，其特征在于，根据差频接收波束，确定参量接收阵阵长。
4.根据权利要求1所述的参量接收阵组成基阵的实现方法，其特征在于，相邻差频接收水听器之间的距离为I个低频信号波长。
5.根据权利要求1所述的参量接收阵组成基阵的实现方法，其特征在于，通过相位延迟使得多个差频接收水听器输出的差频信号实现同相叠加。
6.一种参量接收阵组成基阵的实现系统，其特征在于，包括:一个高频泵波发射换能器、一个高频泵波发射机、多个差频接收水听器；其中，高频泵波发射换能器连接高频泵波发射机，差频接收水听器接收高频泵波发射机发射的信号，各个差频接收水听器水平布阵。
7.根据权利要求6所述的参量接收阵组成基阵的实现系统，其特征在于，高频泵波发射换能器和高频泵波发射机构成水平宽波束、垂直窄波束的高频泵波声源。
8.根据权利要求6所述的参量接收阵组成基阵的实现系统，其特征在于，在所述实现系统中，根据差频接收波束，确定参量接收阵阵长。
9.根据权利要求6所述的参量接收阵组成基阵的实现系统，其特征在于，相邻差频接收水听器之间的距离为I个低频信号波长。
10.根据权利要求6所述的参量接收阵组成基阵的实现系统，其特征在于，在所述实现系统中，通过相位延迟使得多个差频接收水听器输出的差频信号实现同相叠加。
【文档编号】G01S7/54GK103713283SQ201310700166
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】李颂文 申请人:中国船舶重工集团公司第七二六研究所