[發(fā)明專利]一種低頻換能器諧振點(diǎn)發(fā)射響應(yīng)的測量方法和系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010222746.2 | 申請日： | 2020-03-26 |
| 公開（公告）號： | CN111586546B | 公開（公告）日： | 2021-08-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 賈廣慧;陳毅;平自紅;王世全;張軍;楊柳青 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所 |
| 主分類號： | H04R29/00 | 分類號： | H04R29/00;H04R1/44 |
| 代理公司： | 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101 | 代理人： | 陳繼亮 |
| 地址： | 311499 浙江省*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 低頻 換能器 諧振 發(fā)射 響應(yīng) 測量方法 系統(tǒng) | ||
1.一種低頻換能器諧振點(diǎn)發(fā)射響應(yīng)的測量方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：
(1)根據(jù)測量頻率范圍，利用信號發(fā)射器產(chǎn)生具有一定帶寬并且相互正交的線性掃頻信號Fsin和Fcos，并將該信號通過線性功率放大器進(jìn)行功率放大；
(2)通過功率放大后的正交信號激勵(lì)低頻發(fā)射換能器在水下產(chǎn)生聲信號；
(3)寬帶靈敏度為M0(f)的標(biāo)準(zhǔn)水聽器在水下與發(fā)射換能器位于同一深度，并且與發(fā)射換能器的距離為d0，該標(biāo)準(zhǔn)水聽器分別接收發(fā)射換能器在水下產(chǎn)生的正交聲信號，并在末端輸出開路電壓信號Us0和Uc0；
(4)通過電流電壓取樣器對激勵(lì)發(fā)射換能器的發(fā)射正交電流信號和發(fā)射正交電壓信號進(jìn)行取樣，并按照電流取樣α：1和電壓取樣β：1的比例將正交電流信號和正交電壓信號都轉(zhuǎn)換為電壓信號進(jìn)行輸出，取樣后的發(fā)射正交電壓信號分別為UVs和UVc，取樣后的發(fā)射正交電流信號為UIs和UIc，發(fā)射電流信號以電壓的形式輸出，輸出電流與電壓的比為α：1；
(5)將步驟(3)和步驟(4)中采集到的數(shù)據(jù)存儲到PXI控制器或計(jì)算機(jī)中，并根據(jù)發(fā)射與接收所構(gòu)成的線性響應(yīng)系統(tǒng)對電壓信號和電流信號進(jìn)行相位修正，保證發(fā)射信號與接收信號的一一對應(yīng)關(guān)系；
(6)重復(fù)步驟(1)～步驟(5)n次，得到的n組信號進(jìn)行非相干平均處理，用以在低頻消除噪聲的影響，得到對應(yīng)的水聽器正交開路電壓信號U′s0和U′c0、發(fā)射換能器發(fā)射正交電壓信號U′Vs和U′Vc和發(fā)射正交電流信號U′Is和U′Ic；
(7)利用步驟(6)得到的信號數(shù)據(jù)，根據(jù)式(1)構(gòu)造復(fù)數(shù)信號，得到其隨頻率變化的響應(yīng)：
(8)根據(jù)發(fā)射換能器的性能，估計(jì)頻率響應(yīng)函數(shù)s(f)，同時(shí)利用該估計(jì)頻率響應(yīng)函數(shù)和窗函數(shù)對系統(tǒng)的傳遞函數(shù)進(jìn)行多次積分平均處理，消除水池混響所帶來的影響，逐漸逼近發(fā)射換能器的真實(shí)頻率響應(yīng)曲線，得到傳遞函數(shù)的寬帶頻率響應(yīng)；
(9)利用式(2)和式(3)得到待測發(fā)射換能器的寬帶發(fā)射電流響應(yīng)級SI和寬帶發(fā)射電壓響應(yīng)級SV：
其中，M0(f)為標(biāo)準(zhǔn)水聽器的寬帶靈敏度級；α為發(fā)射電流取樣系數(shù)；β為發(fā)射電壓取樣系數(shù)；d0為發(fā)射換能器和標(biāo)準(zhǔn)水聽器的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低頻換能器諧振點(diǎn)發(fā)射響應(yīng)的測量方法，其特征在于：所述的相互正交的線性掃頻信號的表達(dá)式為：Fsin＝sin(2πf0t+sπt2)和Fcos＝cos(2πf0t+sπt2)，其中，s為掃頻率，s＝(fx-f0)/t1，f0為起始頻率，fx為終止頻率，t1為從f0變化到fx所用的掃頻時(shí)間，此時(shí)信號的時(shí)間和頻率的關(guān)系表示為：f＝f0+s×t(0≤t≤t1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低頻換能器諧振點(diǎn)發(fā)射響應(yīng)的測量方法，其特征在于：所述步驟(8)中，將整個(gè)系統(tǒng)抽象成一個(gè)輸入和輸出函數(shù)，輸入信號分別為和輸出信號為此時(shí)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)分別為和
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