基于時(shí)間反轉(zhuǎn)聚焦的水聲無源材料聲學(xué)性能測量.pdf

1、水下聲學(xué)材料構(gòu)件是水聲工程中使用廣泛且至關(guān)重要的水下部件,不同的應(yīng)用背景對材料聲學(xué)性能有特殊的要求。隨著材料科學(xué)的進(jìn)步,粘彈性高分子材料等高性能吸聲新材料在吸聲降噪等水聲工程領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。因而,對該類材料在水聲使用環(huán)境中的聲學(xué)性能測量和研究是迫切需要解決的問題。
　　 水聲無源材料的聲學(xué)性能測量包括插入損失(透射系數(shù))、回聲降低(反射系數(shù))、吸聲系數(shù)等參數(shù)的測量。目前水聲無源材料的聲學(xué)性能測量在中高頻段已經(jīng)取得了重要進(jìn)展,

2、但隨著主動(dòng)聲納技術(shù)的發(fā)展,其探測信號頻率逐漸向低頻擴(kuò)展,所以發(fā)展低頻情況下水聲無源材料聲學(xué)性能的測量方法是目前水聲測量領(lǐng)域的主要趨勢。
　　 時(shí)間反轉(zhuǎn)聚焦技術(shù)充分利用了波導(dǎo)環(huán)境中聲傳播的多徑特性,將多徑與直達(dá)波同相位疊加,使接收信號在時(shí)間上得到了壓縮,增強(qiáng)了信號幅度,降低了混響效應(yīng),從而可提高低頻情況下接收信號的信混比.同時(shí),時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù)的空間聚焦特性使信號主瓣較基于平面波波束形成(直達(dá)波單路徑)的常規(guī)陣發(fā)射窄,可減小聲波衍射對

3、測量結(jié)果的影響。本文通過理論仿真分析和現(xiàn)場試驗(yàn)對時(shí)間反轉(zhuǎn)聚焦測量方法進(jìn)行了研究。
　　 為了使時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù)能夠在封閉圓柱形容器環(huán)境中得到最佳的聚焦效果,本文利用聲射線的方法對該環(huán)境中的聲場進(jìn)行了分析,通過對主瓣分辨力和對旁瓣的抑制能力的分析,設(shè)計(jì)了最佳的接收陣和發(fā)射陣組合。
　　 由于時(shí)反測量方法利用了波導(dǎo)的多徑效應(yīng),為使測量結(jié)果與自由場條件相一致,通過理論分析,提出了測量參數(shù)的修正方法。分別在波導(dǎo)水池和壓力容器環(huán)境開展