基于参量阵的水声通信技术研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）基于参量阵的水声通信技术研究硕士研究生：李攸指导教师：乔钢教授企业导师：镰仓友男教授工程领域：电子与通信工程论文主审人：李海森教授哈尔滨工程大学2014年3月万方数据万方数据分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）基于参量阵的水声通信技术研究硕士研究生：李攸指导教师：乔钢教授学位级别：工程硕士工程领域：电子与通信工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2014年3月1日论文答辩日期：2014年3月16日学位授予单位：哈尔滨工程大学

2、万方数据万方数据ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheProfessionalDegreeofMaster(MasterofEngineering)ResearchofUnderwaterAcousticCommunicationTechnologybasedonParametricAcousticArrayCandidate:LiYouSupervisor:Prof.QiaoGangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngi

3、neeringEngineeringField:ElectricalandCommunicationEngineeringDateofSubmission:Mar,1,2014DateofOralExamination:Mar,16,2014University:HarbinEngineeringUniversity万方数据万方数据哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除

4、文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手

5、段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日万方数据万方数据基于参量阵的水声通信技术研究摘要水声通信技术是水声领域的重点研究内容之一，本文主要通过实验研究了基于参量阵的水声通信技术。这种技术可以使用一个相对尺寸较小的发射换能器来

6、产生一个具有良好指向性的低频声波，它可以解决水下远程通信中换能器尺寸偏大的问题。参量阵是水的非线性作用的结果，本文介绍了参量阵的产生原理，同时也对非线性波动方程和伯克泰远场解进行了推导。为了验证参量阵这一理论的存在，在水槽中测量了差频波在水下各个位置处的声压值。实验表明差频波确实存在，并且通过实验结果，对参量阵的特点有了大体的了解。参量阵具有十分显著的特点，本文对参量阵的指向性与差频波的能量转换效率两方面进行研究。为了测得参量阵的指向性，首先进行理论分析、推导参量阵指向性函数，并进行数值仿真，接着进行

7、水池实验，得到确切的数值与仿真结果进行比较，最后对参量阵具有高指向性这一特点的原因进行分析。在研究参量阵能量转换效率时，首先对水槽实验结果进行分析，讨论差频波在换能器的中心轴线上能量变化规律，接着推导能量转换效率公式，分析各种因素对它的影响，指出提高转换效率的方法。本文的主要内容是基于参量阵的水声通信实验。首先进行理论仿真，确定实验中选用的数据调制和解调方法，最终调制方法选用可靠性更高的二进制频移键控法，解调方法选择抗干扰效果更好的相干解调法。确定调制与解调方法后，进行水池中的参量阵数据通信实验，在对

8、水听器接收到的声波进行解调后，得到与所发数据相同的结果，证明利用参量阵进行水下数据的通信是可行的，也就是说可以应用参量阵技术，令一个相对尺寸较小的换能器产生高指向性的低频波并进行水声通信。关键词：水声通信；参量阵；频移键控；水池实验万方数据哈尔滨工程大学硕士学位论文万方数据基于参量阵的水声通信技术研究ABSTRACTAcousticcommunicationtechnologyisoneofthemostimportantresearchesinunde