发表技术创新论文

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1、发表技术创新论文　　　　非线性声学参量阵利用声波传播的非线性原理能在小换能器尺寸下得到高指向性的低频声波低频声波对于浅地层信息探测具有重要意义利用Berktay非线性自解调参量阵原理设计一款参量阵浅地层剖面仪并针对参量阵差频转换效率较低的缺点研究了信号预处理方法经过Matlab仿验验证信号预处理方法可以改善差频转换性能　　　　关键词：管线探测；参量阵浅剖仪；信号预处理方法；差频转换效率　　　　Abstract：Nonlinearprincipleofacousticwavepropagationisappliedtothenonlinearacoust

2、icparametricarrayandthehighdirectivitylowfrequencysoundwaveisobtainedbyasmallsizetransducer.Lowfrequencysoundwaveisgreatsignificanceforshallowstratuminformationdetection.Aparametricarraysub?bottomprofilerisdesignedwithBerktaynonlinearself?demodulationparametricarrayprincipleandt

3、hesignalpreprocessingmethodisstudiedtoimprovethedisadvantageoflowparametricarraydifferencefrequencyconversionefficiency.TheMatlabsimulationexperimentsprovethattheperformanceofdifferencefrequencyconversionisimprovedbythesignalpreprocessingmethod.　　　　Keywords：pipelinedetection；par

4、ametricarraysub?bottomprofiler；signalpreprocessingmethod；differencefrequencyconversionefficiency　　　　0引言　　　　伴随我国对海洋资源的日渐渴求海洋工程建设与日俱增用于资源输送的掩埋管线的架设与维护依赖于对海底浅地层信息的探测基于线性声学原理的传统地质探测声纳采用较低的工作频率一方面减少海水对声波的吸收；另一方面使低频声波穿透海底沉积层并达到一定的深度进而实现对浅地层信息的探测但是线性低频声纳的波束较宽径向分辨率很低非常容易受到海面回波的干扰且因为宽波束造

5、成的侧向回波与正向回波时延相差很大使得界面混响大幅度降低了设备的轴向分辨率而如果采用高指向性低频波束换能器的尺寸会十分庞大[1]工程应用十分不便　　　　非线性声学参量阵利用声波传播的非线性原理能在小换能器尺寸下得到高指向性的低频声波（即差频波）并且具有低旁瓣相对带宽展宽的特点[2]非常适合于海底沉积层结构和浅地层掩埋管线的探测鉴于非线性声学参量阵的优点本文设计了一款用于海底浅地层掩埋管线探测的参量阵浅剖仪虽然声学参量阵具有诸多优点却是以牺牲发射功率为代价以很低的差频转换效率得到高指向性低频声波所以本文通过研究发射信号的预处理方法来提高参量阵的差频转换效

6、率　　　　1非线性声学参量阵原理　　　　1.1非线性声学参量阵　　　　在介质中由换能器发射两个频率较为接近的共轴高频声波分别为[f1]和[f2]（假定[f1>f2]）称为原频（PrimaryFrequency）在原频波共同覆盖的区域由于声波之间的非线性作用产生了差频为[f1f2]的低频声波（DifferenceFrequency）对于共轴的高频原频波差频波如同一个沿原频波轴向连续分布的虚源线阵其阵长决定于介质对原频波和差频波的吸收[3]　　　　1.2Berktay宽带自解调参量阵　　　　Westervelt提出的线源参量阵理论是考虑两个单独的高频原频波

7、产生的差频信号Berktay在其基础上对宽带信号作为原频波的情况进行研究[6]提出宽带自解调参量阵即使用幅度调制的原频波来产生差频信号　　　　实际的参量阵声纳制作不会采用Westervelt线源双频参量阵发射两个双频信号本文利用Berktay宽带自解调参量阵理论设计一款参量阵浅剖仪从式（6）结论可知合适的包络信号对获得的差频声压大小有显著影响　　　　2参量阵浅剖仪的设计　　　　本文设计的参量阵浅剖仪由干端和湿端两部分组成湿端由嵌入式信号处理机（DSP）、原频发射机、原频接收机、差频接收机及收发合置换能器组成干端由显示控制计算机和48V直流稳压电源组成干

8、端、湿端通过以太网通信由水密电缆相连　　　　系统初始化后由计算机控制嵌入式信号处理机产生调制原