水声聚焦相控阵列及其声场特性研究
扬声器阵列声场控制方法
扬声器阵列声场控制方法
马登永;柴国强;周建明;杨军
【期刊名称】《电声技术》
【年(卷),期】2014(0)12
【摘要】在大型厅堂、体育场馆、露天广场、火车站和飞机场等场所,多扬声器单元组阵时存在较为严重的声波干涉,造成重放声场中存在较多的峰谷点.为了改善阵列辐射声场的均匀化程度,传统的基于二次剩余序列相位延迟控制方法,仅依赖单个有限长度的二次剩余序列来设计相位延迟矢量,对声场均匀程度的改善能力有限.提出了基于二次剩余序列组合特性的扬声器阵列声场控制方法,通过扩大二次剩余序列的范围,利用多组不同二次剩余子序列的组合特性,设计了更为优化的阵列相位延迟控制矢量,从而提高了阵列辐射声场的均匀化程度,并且该方法物理实现简单,适合于阵列扩声系统在宽频带、大空间范围内的应用.
【总页数】9页(P23-30,34)
【作者】马登永;柴国强;周建明;杨军
【作者单位】苏州上声电子有限公司,江苏苏州215133;苏州上声电子有限公司,江苏苏州215133;苏州上声电子有限公司,江苏苏州215133;中国科学院声学研究所,北京100190
【正文语种】中文
【中图分类】TN643
【相关文献】
1.舞台扬声器系统指向性声场控制方法研究 [J], 徐新国;杨洪广
2.扬声器相控阵列三维声场指向性研究 [J], 白宇田;汪照;张羽霓;唐俊
3.德州仪器空间阵列IC简化多扬声器便携式产品的音频声场设计 [J],
4.空间阵列IC简化多扬声器便携音频声场设计 [J],
5.Bose^（R）最新推出F1 Model 812可调指向性阵列扬声器和F1超低音扬声器 [J],
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浅海低频垂直相控阵多模声场聚焦
浅海低频垂直相控阵多模声场聚焦衣晓锋;彭大勇;侯倩男;郭圣明【摘要】为了提高低频垂直相控阵声场聚焦的环境适应性,增强环境失配情况下的声场聚焦效果,提出一种多模声场聚焦方法.该方法利用环境失配对低阶模态影响相对较小的特点,只利用前3阶模态进行发射权系数的计算.仿真结果表明,多模声场具有较大的聚焦跨度,在环境失配情况下仍能在期望的聚焦位置实现良好的聚焦效果.进一步地,根据巴斯微扰理论计算分析了多模声场的混响特性.由于多模声场聚焦将能量集中到了掠射角较小的低阶模态中,因此比最优权系数聚焦具有更低的混响平均强度.多模聚焦对聚焦深度进行扫描可以实现目标的深度分辨,这在水下目标探测方面具有较高的应用前景.【期刊名称】《应用声学》【年(卷),期】2019(038)004【总页数】8页(P615-622)【关键词】相控阵;声场聚焦;多模;混响抑制【作者】衣晓锋;彭大勇;侯倩男;郭圣明【作者单位】中国科学院声学研究所北京 100190;中国科学院水声环境特性重点实验室北京 100190;中国科学院大学北京 100049;中国科学院声学研究所北京100190;中国科学院水声环境特性重点实验室北京 100190;中国科学院声学研究所北京 100190;中国科学院水声环境特性重点实验室北京 100190;中国科学院声学研究所北京 100190;中国科学院水声环境特性重点实验室北京 100190【正文语种】中文【中图分类】TB5660 引言相控发射的基本思想最初来自于雷达电磁波领域，并被迅速发展至超声、光学等领域。
相控发射阵由许多辐射单元排成阵列组成，通过控制各阵元的幅度或相位，基于场干涉效应在一定空间范围内形成聚焦效果。
相控发射技术以其快速、灵活、高分辨率等优点，在电子扫描雷达[1]、超声检测[2−3]、光通信新技术[4]等方面均取得了广泛应用。
相控阵在水声领域的应用，目前比较成熟的技术有多普勒海流剖面仪、多波束测深仪、参量阵地层剖面仪等，其工作频率通常在十几千赫兹以上，分别用于探测海水流速流向、海底地形地貌和海底地层剖面结构。
水声通信技术研究进展及应用
水声通信技术研究进展及应用摘要：水声通信是当前唯一可在水下进行远程信息传输的通信形式，由于其在民用和军事上都有重大意义，水声通信的研究一直是国内外研究的热点。
文章介绍了水声通信的历史，分析了水声通信发展的关键技术，讨论了水声信道的特点、系统组成和国内外的发展现状。
最后对未来的水声通信技术作了预测。
关键词：水声通信，通信信道，声纳，正交频分复用，声纳信号处理1 引言当今世界已进入了飞速发展的信息时代，通信是这一进程中发展最为迅速、进歩最快的行业。
陆地和空中通信领域包括的两个最积极、最活跃和发展最快的分支--Internet网和移动通信网日臻完善，而海中通信的发展刚刚崭露头角。
有缆方式的信息传输由于目标活动范围受限制、通信缆道的安装和维护费用高昂以及对其他海洋活动（如正常航运）可能存在影响等缺点，极大地限制了它在海洋环境中的应用。
另外由于在浑浊、含盐的海水中，光波、电磁波的传播衰减都非常大，即使是衰减最小的蓝绿光的衰减也达到了40dB/km，因而它们在海水中的传播距离十分有限，远不能满足人类海洋活动的需要。
在非常低的频率（200Hz以下），声波在海洋中却能传播几百公里，即使20 Hz的声波在水中的衰减也只有2—3dB/km，因此水下通信一般都使用声波来进行通信。
而在这个频率范围内，声波在水中（包括海水）的衰减与频率的平方成正比，声波的这个特性导致了水下声信道是带宽受限的。
采用声波作为信息传送的载体是目前海中实现中、远距离无线通信的唯一手段。
海洋水下信道是一个极其复杂的时间-空间-频率变化、强多径干扰、有限频带和高噪声的信道，这是至今还存在的难度最大的无线通信信道。
研究水声通信必须综合物理海洋学、声学、电子技术和信号处理等多种学科和技术的知识，现在水声通信的研究已经成为各国科学和工程技术人员研究的热点之一。
另外，海洋声学技术尤其是水声通信技术是国际发达国家对我国实行封锁的领域，因此研制具有自主知识产权的水声通信技术意义深远。
水平组合阵列的时反被动定位特性研究
图 ５ 组 合式 水 平时 反 阵 示 意 图
降的不足。但是在实际应用中， 其复杂的结构将给海上 施工 带来增 加难 度 。
● ● ● ●． ． ● ● ● ●
队
了源 于光 学 中不 均匀 介 质 的位 共 轭 成像 法 ， 并 将 连 续 波 的相位 共 轭法 发展 为 时 间反 转法 。
１ ９ ９ １ 年， Ｄ ｏ Ｍｉ ｎ ｇ 对 Ｔ Ｒ Ｍ 应 用 于水 声 作 了定 义 和 基
黔 ．
本理 论分 析 。１ ９ ９ ６年 ４月 ， Ｋ ｕ ｐ ｅ ｒ ｍ ａ ｍ等人 在地 中海进 行
在时间上取反 （ 频域里取复共轭 ） ， 并向外发射出去， 声源 处时反声场能量明显大于其它 区域 ， 即声能量在声源位
置 出现 聚焦 ， 它是 声互 易性 原理 的应 用之 一 。
２ ． １ 水平 时反 阵工作 原理 如图 １ 所示 ， Ｐ Ｓ为一 探 针 声 源 ， Ｈ Ｔ Ｒ Ａ为 Ⅳ 基 元 收 发 合 置水 平 时 反 阵 ， 基 元 等 间隔 分 布 ， 基 元 间隔为 ｄ ， 铺
定位性能最好 。当声源偏离端射方 向时 ， 水平时反阵的定位性能会迅速下 降， 直至对 目标的被动定位失效。本文研 究了单个水平 时反阵的可视 区域 ， 并提 出了一种组合式 的水平 时反阵， 有效地克服 了单水平阵被动 时反定位性能随声源入射方 向改变而下降 的不足。 关键词 ： 组合 阵列 ； 被 动定位
了首次 时反 镜浅 海试 验 。实验 结果证 明了海洋 中 的时反
聚 焦性 能 。
圈 １ 水 平 时 反 阵 不 意 图
在浅海波导中， 大孔径的水平时反阵能对 目标实现
有 效 的被动 定位 。本 文采 用 计 算 机仿 真 分 析 法 ， 在 给定
现代水声通信技术发展
现代水声通信技术发展水声信道是一个十分复杂的多径传输信道，特性参数随着时-空-频的变化而随机变化，且在水声环境中，水声信道又表现出带宽窄、环境噪声高、传输时延大、载波频率低等缺点，使得传输数据率低、传输误码率高[1]。
因此，如何有效消除水声通信技术在运用过程中的诸多限制性因素，提高数据传输率，成为当下研究的一大热门课题。
为实现水声载体下的水声通信，下面结合相关专业理论知识，首先就水声信道的相关物理特性进行分析。
1水声信道相关物理特性探究声波是当前已知的在水中传输衰减最小的波动形式，稳定性与可靠性较高，因而在水下信息传输、水下探测等领域得到了广泛应用[2]。
在研究水声信道相关物理特性时，需要全面掌握声波在海洋中传播的复杂情况，而要想搞清楚这一状况，就需建立起多种复杂模型，在这多种复杂模型中，有一种模型立足于“信号系统”视角，将声传播的海洋环境看作是一个线性、随机时变的滤波器系统，该模型被称为水声信道。
1.1水声信道基本物理特性据探测，声波在海面附近的典型传播速率为150m/s，比电磁波的速率低5个数量级，因此，较之电磁波与光波，声波在海水中的衰减要小的多[3]。
实际上，水声信道是近似地满足广义平稳非相关散射条件的，且在该条件下，可实现“短时间内”的信道响应函数基本稳定。
且实践表明，复杂的水声信道会给水声通信系统的性能带来较大影响，且作为一个由海洋及其边界构成的十分复杂的介质空间，水声信道具有独特的上下表面与内部结构，可对声波产生诸多不同的影响。
总结以上分析可知，水声信道具有以下特性：①严重的多径效应。
在实际传输过程中，若实际水深小于传输距离，且同一波束内从不同路径传输的声波，会因为路径长度的差异，产生时间的延迟与能量的差异，导致信号展宽，波形码间干扰出现。
②环境噪声影响大。
水声通信中，影响通信质量的噪声因素来自多个方面，如水面作业产生噪音、水生生物活动产生噪音、沿岸工业活动产生噪音等，这些来源于不同路径的噪音无一例外会对信号的信噪比产生影响。
深海直达声区中大深度声场水平纵向相关特性
第42卷第4期兵工学报Vol.42No.4 2021年4月ACTA ARMAMENTARII Apr.2021深海直达声区中大深度声场水平纵向相关特性王梦圆^2,李整林1,秦继兴1,吴双林⑺,王光旭1(1.中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室，北京100190； 2.中国科学院大学，北京100049)摘要：深海直达声区中大深度声场水平纵向相关特性对海底水平阵阵形设计和相应的信号处理技术具有重要参考意义。
基于2016年南海冬季一次深海不完全声道声传播实验,分析大深度声场特性及水平纵向相关性,对深海直达声区中大深度声场水平纵向相关性进行理论研究和数值仿真。
结果表明：大深度声场的水平纵向相关半径与声能量高低无关，直达声区中大深度声场的干涉特性导致声场水平纵向相关系数存在振荡结构，声场水平纵向相关半径与声场传播损失的振荡周期一致，振荡周期越大，水平纵向相关半径越大；直达声区中声场水平纵向相关半径的大小随声源频率和声源深度的增大而变小，直达声区中近距离处声场水平纵向相关半径受接收深度变化影响较小，但在远距离处随接收深度的增大而增大。
关键词：大深度声场；深海直达声区；水平纵向相关特性；振荡结构中图分类号：TB566文献标志码：A文章编号：1000-1093(2021)04-0817-10DOI：10.3969/j.issn.1000-1093.2021.04.015Horizontal-longitudinal Correlations of Sound Field at Large Depthin the Direct Zone of Deep WaterwANG Mengyuan1,2,LI Zhenglin1,QIN Jixing1,wU Shuanglin1,2,wANG Guangxu1(1.State Key Laboratory of Acoustics,Institute of Acoustics,Chinese Academy of Sciences,Beijing100190,China；2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,China)Abstract:The horizontal-longitudinal correlations of sound field at large depth in the direct zone of deep water have important reference significance for the design of horizontal array and the signal processing of array.The characteristics of deep water sound transmission loss and horizontal-longitudinal correlations are analyzed based on a deep water incomplete channel sound transmission experiment in the South China Sea in the winter of2016.The horizontal-longitudinal correlations in deep water of the direct zone are analyzed through theory and simulation.The results show that the horizontal and longitudinal correlation radii of sound field at large depth are independent to the sound energy.The interference characteristics of sound field at large depth in deep water of the direct zone lead to the existence of oscillation structure of horizontal-longitudinal correlation coefficient.The horizontal-longitudinal correlation radius of sound field is consistent with the oscillation period of sound transmission losses.The longer the oscillation period is，the larger the horizontal-longitudinal correlation radius is.The horizontal-longitudinal correlation radius收稿日期：2020-04-30基金项目：国家自然科学基金项目(11874061.11674349)作者简介：王梦圆(1994—),女，博士研究生。
水声传播中的声场特性与影响因素研究
水声传播中的声场特性与影响因素研究在我们生活的地球上，水覆盖了大部分的表面。
而在水下世界，声音的传播有着独特的特性和规律。
水声传播中的声场特性及其影响因素的研究对于海洋科学、声学工程、军事应用等众多领域都具有极其重要的意义。
首先，我们来了解一下水声传播中的声场特性。
声场，简单来说，就是声音在水中传播所形成的区域。
在这个区域中，声音的强度、频率、相位等特性都会发生变化。
声音在水中传播时，其强度会随着距离的增加而逐渐减弱。
这是因为水对声音具有吸收作用，就像海绵吸水一样，声音的能量会被逐渐消耗。
而且，这种吸收作用与声音的频率有关，通常高频声音更容易被吸收，这就导致了在远距离传播时，低频声音相对更容易被检测到。
另一个重要的声场特性是声音的传播速度。
与在空气中不同，声音在水中的传播速度要快得多，大约是 1500 米每秒。
但这个速度并不是恒定不变的，它会受到水温、水压和盐度等因素的影响。
例如，水温升高时，声音传播速度会增加；水压增大时，传播速度也会有所提高；而盐度的变化同样会对传播速度产生一定的影响。
除了强度和传播速度，声音在水下传播时还会发生折射和反射现象。
这就好比光线在不同介质中传播时会改变方向一样。
当声音从一种水层传播到另一种具有不同物理特性的水层时，就会发生折射。
而当声音遇到障碍物，如海底、海面或大型物体时，会发生反射，一部分声音能量会被反射回去。
接下来，我们探讨一下影响水声传播的因素。
水温是一个关键因素。
不同的水温会导致水的密度和压缩性发生变化，从而影响声音的传播速度和吸收特性。
在海洋中，水温通常会随着深度和地理位置的变化而变化，形成复杂的温度分层结构，这会对水声传播产生显著的影响。
水压也是不可忽视的因素。
随着水深的增加，水压会不断增大，这会使得水的密度增加，从而改变声音的传播特性。
盐度同样对水声传播有着重要影响。
海水中的盐度分布不均匀，高盐度的海水和低盐度的海水在声学特性上存在差异，这会导致声音在传播过程中发生折射和反射。
环境适应处理方法
环境适应处理方法王宁;王鹏宇;宋文华【摘要】文章介绍了作者及其合作者近十年在环境适应处理方法方面的研究及其相关国内外研究,包括数据驱动匹配场处理、波导不变量应用及其数据驱动格林函数提取与单边声场聚焦方法.并讨论了各种方法存在的问题及可能的研究方向.【期刊名称】《应用声学》【年(卷),期】2019(038)004【总页数】6页(P484-489)【关键词】数据驱动;波导不变量;格林函数提取【作者】王宁;王鹏宇;宋文华【作者单位】中国海洋大学信息科学与工程学院青岛266003;中国海洋大学信息科学与工程学院青岛266003;中国海洋大学信息科学与工程学院青岛266003【正文语种】中文【中图分类】O422;O4270 引言声波是实现全海深、长距离信息传输的最有效波动形式，水声技术在海洋科技和声呐工程应用等具有不可替代的作用[1]。
声传播特性依赖于海洋声学环境，即所谓环境效应或称信道效应。
环境效应在许多应用中可以校正或补偿，譬如通过自适应均衡、时间反转方法。
然而，在诸如主被动水声探测应用中，由于难以提供校正用导引/测试信号且无先验环境特性，许多自适应处理方法无法应用。
水声匹配场处理是一个典型例，环境失配是传统匹配场处理的主要障碍之一[2−5]。
所谓环境适应处理方法目的是尽可能降低处理方法对环境信息的依赖性和鲁棒性。
环境自适应水声信号处理概念可以追溯到Wolf[6]的文章，而正式采用环境自适应水声信号处理概念源于上述作者及合作者在Oceans’93 的会议论文[7]，environmentally adaptive signal processing (EASP)。
按照Wolf等[7]的定义，环境自适应水声信号处理方法无需假设任何环境信息，如声速剖面、地声参数等。
文献常采用“数据驱动”一词强调处理方法无需假设环境模型。
随着匹配场失配问题认识的深入，在过去二十年间，水声物理发展在很大程度上总与EASP 有关联。
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于水声 聚焦 相控 阵理论 研 究 的 报道 。医学 应 用 中的卡 Ｈ
有 的反 鱼 雷手段 已不 足 以对 抗 这类 高 速 鱼雷 ， 于是 ， 寻
控 阵高强度 聚焦 超 声 （ ＩＵ） 水 声 聚 焦 相 控 阵 存 住 ＨＦ 与 类似 ， 相控 式 Ｈ Ｆ ＩＵ通 常 要 求 阵列 具 有 焦 点 模 式 灵活 、 栅瓣 级低 等声 场 控 制 特 性 ｌ ， ５ 并一 般 采 用 凹 曲 面 阵列 Ｊ
国在从 事 该 技 术 的研 究 或 已研 制 成 功 找新 的反 制手段 无 疑是必 要 的 。 基于 超空 泡技术 的鱼 雷 ， 为大 幅减 少 摩 擦 阻力 ， 除 。同 时 ， 现
目的。高强 度声 波一 般 是 通 过 声 波 的 聚 焦 来 实 现 ， 而 反 鱼 雷要求 能 够 移 动 聚 焦 焦 点 的位 置 ， 只 有 通 过 水 这
超 空泡 鱼 雷 可 以在 水 中实 现超 高 速 运 动 ， 对 于 相
于高速 运动 的超 空 泡鱼 雷 ， 以达 到 干 扰 超 空 泡 鱼 雷 的
传统 的鱼 雷 ， 速度 上有 着极 大 的提 高 ， 在 对潜 艇 和水 面 舰艇构 成 了更大 的威 胁 。 目前 ， 国、 国 和俄 罗斯 等 美 德
区域 ， 析 了水 声 聚 焦 相 控 阵 在 同情 况 下 的聚 焦 件 分
通讯作者 曾新吾 男， 教授 ， ｆ生导师 ，９３年牛 博 ： １６
第１ ９期
周泽 民等 ：水声 聚焦相控阵列及其声场特性研究
８ ７
能， 为水 声 聚焦 相控 阵列 提供初 步 的理 论支 持 。
式 中 ： ＝１２， ， ， ｍ ， … ｒ 为第 ｍ个 控 制 点 的位置 ， 和
深度 ， 阵列 的纵 向 尺度 应 控 制 在 ６ ｍ 以 内 。在 有 限 的
（ Ｙｚ ， 用 文 献 ［Ｏ］ ， ，） 采 １ 中介 绍 的投 影 法 和 二 次项 展
开， 对式 （ ） 行 推导 ， 以得 到 凸球 面 相 控 阵 列 换 能 ２进 可 器 的声 场传 播公 式 ：
包络 ， 减缓 鱼 雷 的速 度 和改 变 其方 向 ， 用 实验 初 步 验 并 证 了方法 的 可行 性 ， 出强 声 波在 水 中 的 空 化作 用 影 给
目的是建立 水 声 聚焦 相 控 阵 的基 本模 型 ， 于有 限 尺 基 度 的 凸球 面 相控 阵列 ， 现 住较 大 扫 描 范 产 能 敛 实
振
动
与
冲
击
第 ３ 卷第 １ １ ９期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲＡＴ ＯＮ ＡＮＤ ＨＯＣＫ Ｉ Ｓ
水 声 聚 焦相 控 阵 列及 其声 场特 性 研 究
周泽 民 ，曾新吾
（ 国防科技大学 光 电科学与工程学 院， 长沙 ４ ０７ ） １０ ３
摘 要 ：针埘超空泡鱼雷的流体动力受空泡包络形态强烈约束的特点， 研究了一种用于扰乱其空化包络的水卢聚
来提 高声 强 增 益 。水 声 聚 焦 相 控 阵 ， 于应 用 背 景 由 不同， 设计 方 案 和 关 注参 数 将 存 在 一 定 差 别 本 义 的
头部 空化 器 与水 接 触 外 ， 有鳍 舵 舵 面及 部 分 尾 部 与 只 水接 触 ， 且 其 流 体 动 力 受 空 泡 包 络 形 态 的强 烈 约 并 束 。Ｐｔ 提 出利 用强 声波 扰乱 超空 泡 鱼雷 的空 泡 ｅｒ ｅ
列 非线性 声场 的复 杂性 ， 工 作 尚在进 行 巾。在 这 ， 该
收 稿 日期 ：２ １ —０ ２ 修 改稿 收 到 日期 ：０ １—１ ０ １ ２— １ ２１ ０—２ ０ 第 一 作 者 周 泽 民 男 ， 上 生 ，９６年 生 博 １８
本 文利用 线 性声 学 方 法 ， 点研 究 了 阵 列 的 效 聚 焦 重 区域 ， 义为 阵列 能 成 功 对 抗 超 空 泡 鱼 雷 的 焦 点 移 动 定
１ 水 声 聚 焦 相 控 阵 列
聚焦相控阵列是通过 控制发射信号 的延迟 ， 使各
阵元 发 射 的声 波 在 预 定 焦 点 处 同相 叠 加 ， 到 声 束 聚 达
焦 的 目的 。一般 地 ， 曲面 相 控 阵列 具 有 几 何 会 聚能 凹 力 ， 声 强增 益 、 制 栅 瓣 等 方 面 具 有 优 势 。然 而 ， 在 抑 计
ｍｅ ｈ ｄ．Ｉ ｓｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ａ ｒ ｙ ｔ ｈ ｎｉ ｍ ｌ ｍｅ ｔｓｚ ｎ ｈｅ ｌｒ ｅ ｅ ｍ ｎ ｌ ｉｅ ｔ ｅ ｉｔ ｎ ｉｙ ｏ ｏ ｕ ｔｏ ｔｗａ ｈ ｗｎ ｔ ａ ｈ ｒａ ｓｗｉ ｔ ｅ ｍｉ ｍｕ ｅｅ ｎ ｉｅ ａ ｄ ｔ ａｇ ｒｂ ａ ａ ｇｅ ｒｓ ｈ ｎｅ ｓｔ ｆｆｃ ｓ ｈ ｐｒｓ ｕ ｅ，ａ ｄ ｅ ｐａ ｄ ｔ ａｉ ｏ ｕ ｉ ｅ ｉｎ ｕ ｄ ｒｔ ａ ｍｉｓｏ ｒ ａ；ｈ ｗｅ ｅ ，ｔ ｆｅ ｔｏ ｈ ｒａ ｐ ｒｕ ｅｏ ｅ ｓｒ ｎ ｘ ｎ ｈｅｖ ｌ ｆ ｃ ｓｎｇｒ ｇ ｏ ｎ ｅ ｈｅｓ ｍｅ ｅ ｓ ｉｎ ａ ｅ ｄ ｏ ｖ ｒ ｈｅｅ ｆｃ ｆｔ ｅ ａｒ ｙ ａ ｅ ｔ ｒ ｎ ｔ ｅ ｖ ｌ ｏ ｕｓｎ ｅ ｉｎ ｉ ｍａｌ ｒ ｈ ａ ｉ ｆ ｃ ｉ ｇ ｒｇ ｏ ｓ ｓ ｌ ．Ｆｉ ｌｙ，ｔ ｅ ｐｏ ｓｂ ｅ ａ ｌ ａｉ ｎ ｏ ｌｉ ｌ —ｏ ｕ ａｔ ｒ ｓ ｉｖ ｓｉ ａｅ ． ｄ ｅ ｎａｌ ｈ ｓ ｉ ｌ ｐｐ ｉ ｔｏ ｆａ ｍｕ ｔｐ ｅ ｆｃ ｓ ｐ ｔｅ ｎ ｗａ ｎ ｅ ｔｇ ｔ ｄ ｃ Ｋｅ ｒ ｓ： ｕ ｄｅ ａｅ ｏ ｕ ｅ ｃ ｕ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ｎ ｒ ｔｒｆ ｃ ｓ ｄ ａ ｏ ｓｉ ｗ ｃ；ｐ ａ ｅ ｒａ ｓ ｏ ｎ ｅ ｄ；ｓ ｐ ｒ ａ ｉ ｏ ｈ ｓ ｄ ａ ｒ ｙ ；ｓ ｕ ｄ ｆ ｌ ｉ ｕ ｅ ｃ ｖｔ ｎ ｉ
强 空化 的声 焦 点 。严 格 来 说 ， 文 涉 及 的声 场 汁算 应 本
利 用非线 性 声 学理 论 来 研 究 ， 限 于水 声 聚 焦 相 控 阵 但
响 了超 空 泡 航 行 体 的 运 动 轨 迹 的 假 想 。在 实 际 应 用
中， 基本 构想 是 舰 艇 在 一 定 距 离 外将 高 强 度 声 波作 用
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对 于阵元 的投影 形状 为 相 同矩 阵 的凸 球 面相 控 阵
列 ， 阵元 宽度 为 Ａ 阵元 高 度为 Ａ ， 设 ｗ， ｈ 阵元 面积 为 △ ，
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ： Ａｉ ｎｇ ａ ｈ ａ ｔｔ ａ ｈ ｙ ｒ ｄ ｎ ｍｉ ｈａ ａ ｔｒｓｉｓ ｏ ｕ ｅ ｃ ｖｔ ｔ ｏ ｐ ｄ ｅ ｔｏ ｇｙ ｄ ｐ ｎ ｎ ｍｉ ｔｔ ｅ ｆｃ ｈ ｔｔ ｅ ｈ ｄ ｏ ｙ ａ ｃ ｃ ｒ ｃ ｅｉｔｃ ｆ ｓ ｐ ｒ ａ ｉ ｉ ｔ ｒ ｅ ｏ ｓ ｓｒ ｎ ｌ ｅ ｅ ｄ ｏ ａ ｎｇ ｔ ｅ ｓ ｅ ｃ ｖｔ ｎ ｅｏ ｓ，ａｈ ｇ ｎ ｅ ｓｔ ｎ ｅ ｗａｅ ｈ ｕｐ ｒ ａ ｉ ｅ ｖ ｌｐｅ ｙ ｉ ｈ ｉ ｔｎ ｉｙ ｕ ｄ ｒ ｔｒ￣ｃ ｓ ｄ ａ ｏ ｓｉ ｈａ ｅ ｒａ ｅ ｏ ｒ ｍｏ ｅｙ ｄ ｓｕ ｔｔ ｉ ｎ ｅ ｏ ｕ ｅ ｃ ｕ ｔｃｐ ｓ ｄ ａ ｒ ｙｕｓ ｄ ｔ ｅ ｔｌ ｉｒ ｐ ｈ ｓｅ ｖ ｌｐｅ ｓ ｒａ ｅ ｗａ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｅ ｅ Ｆｉｓｌ ｔ ｅ ｅ ｉ ｎ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔ ｏ ａ ｕｎ ｅ ｗａｅ ｆ ｃ ｅ ａ ｏ ｓｉ ｐ ａ ｅ ａ ｒ ｙ ｕ ｆｃ ｓ ｒ ｓ ｎ ｅ ｈ ｒ ． ｒｔ， ｈ ｄ ｓｇ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｓ ｆ ｎ ｄ ｒ ｔｒ ｏ ｕｓ ｄ ｃ ｕ ｔｃ ｈ ｓ ｄ ｒａ ｗｅ ｅ ｒ ｄｉｃ ｓ ｅ ｓ ｕ ｓ ｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ｎ ｅｆｃｅ ｔｓ ｕ ｄ ｆ ｌ ａｃ ｌ ｔ ｎ ｆ ｒ ｌ ｏ ｏ ｖ ｘ ｓ ｈ ｒｃ ｌｓ ｃｉ ｎ ｐ ａ ｅ ｒａ ｓ ｄ ｒｖ ｄ． ｎ ｈ ｎ ａ ｆｉｉ ｎ ｏ ｎ ｉ ｄ ｃ ｌｕ ａｉ ｏ ｍｕ ａ ｆｒ ａ ｃ ｎ ｅ ｐ ｅ ｉ ａ— ｅ ｔ ｈ ｓ ｄ ａ ｙ ｗａ ｅ ｉｅ ｅ ｏ ｏ
中 图 分 类 号 ：０ ２ ． ；Ｐ １ ４２２Ｔ３ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ
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焦相控 阵列 。首先讨论 了水声 聚焦相控 阵列 的设计要求 ， 推导 了凸球 面相控阵换能器 的声场传播 公式 ， 后利用基 十伪 然 逆矩阵的声场合成算法对阵列的聚焦性能进行 仿真 ， 结果显示 ， 在相 同的阵列发射 面积下 ， 采用 波束宽度 较大的小 阵兀 ， 可以相对提高声焦点处的压强和扩大有效聚焦区域 ， 阵列孑 径对有效聚焦区域的影响较小 。最后仿真研究 ＿多焦点控 而 Ｌ ｒ 制模 式可能的应用 。 关键词 ：水声 聚焦 ； 相控阵列 ； 场 ； 声 超空泡
ＺＨＯＵ — ｎ．ＺＥＮＧ Ｘｉ 一 Ｚｅ ｍｉ ｎ Ｍ
（ ｏｅｅｏ ｐ — ｅｔｃＳｉｎｅａｄＥ ｇｎｅ ｎ ， ａｏ ａ Ｕ ｉｅｓｙｏ Ｄ ｆ ｓ ｅｈ ｏ ｇ ， ｈｎ ｓａ４０ ７ ， ｈｎ ） Ｃ ｌｇ ｆ ｔ ｅ ｃ ｃ ｃ ｎ ｎｉｅｒ ｇ Ｎ ｔ ｎｌ ｎｖｒｉ ｆ ｅ ｎｅＴ ｃｎｌ ｙ Ｃ ａ ｇｈ １０ ３ Ｃ ｉ ｌ Ｏ ｏｌ ｒ ｉ ｅ ｉ ｉ ｔ ｅ ｏ ａ