在(zai)(zai)海(hai)洋(yang)探測中(zhong)，聲(sheng)(sheng)波(bo)是目前(qian)已知的(de)(de)(de)唯一(yi)能(neng)(neng)在(zai)(zai)水下遠距離(li)傳播的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)形式(shi)，在(zai)(zai)水下定位(wei)和通信(xin)中(zhong)有著(zhu)廣泛應用。利(li)用水聲(sheng)(sheng)進(jin)行(xing)(xing)海(hai)洋(yang)探測時，主(zhu)要(yao)依靠壓(ya)電(dian)效應進(jin)行(xing)(xing)“電(dian)—壓(ya)—聲(sheng)(sheng)”的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉換(huan)(huan)(huan)進(jin)行(xing)(xing)發(fa)射，以聲(sheng)(sheng)波(bo)的(de)(de)(de)形式(shi)在(zai)(zai)海(hai)洋(yang)中(zhong)進(jin)行(xing)(xing)探測，然(ran)后以壓(ya)電(dian)效應進(jin)行(xing)(xing)“聲(sheng)(sheng)—壓(ya)—電(dian)”的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉換(huan)(huan)(huan)，最終(zhong)對(dui)接(jie)收(shou)到(dao)的(de)(de)(de)電(dian)信(xin)號進(jin)行(xing)(xing)處理分析。與壓(ya)電(dian)換(huan)(huan)(huan)能(neng)(neng)器(qi)相比(bi)，激(ji)(ji)光(guang)(guang)成陣相對(dui)容易，激(ji)(ji)光(guang)(guang)束所占用空(kong)間比(bi)較小，且不存在(zai)(zai)隨聲(sheng)(sheng)波(bo)頻率而變(bian)化的(de)(de)(de)換(huan)(huan)(huan)能(neng)(neng)器(qi)尺寸變(bian)化問(wen)題(ti)，這也源自激(ji)(ji)光(guang)(guang)對(dui)聲(sheng)(sheng)波(bo)的(de)(de)(de)高響應帶寬優勢(shi)。換(huan)(huan)(huan)言(yan)之，激(ji)(ji)光(guang)(guang)陣列可實現于(yu)一(yi)個相對(dui)小的(de)(de)(de)孔(kong)(kong)徑，再結(jie)合激(ji)(ji)光(guang)(guang)對(dui)聲(sheng)(sheng)波(bo)相位(wei)的(de)(de)(de)高分辨捕(bu)獲能(neng)(neng)力，一(yi)個小孔(kong)(kong)徑激(ji)(ji)光(guang)(guang)陣列可替(ti)代(dai)傳統大孔(kong)(kong)徑的(de)(de)(de)壓(ya)電(dian)換(huan)(huan)(huan)能(neng)(neng)器(qi)陣列，實現水下目標細節運動的(de)(de)(de)跟蹤。

　　安(an)泰電(dian)子(zi)ATA-4000系列高(gao)壓功率(lv)(lv)放(fang)大(da)器(qi)，可(ke)以提供(gong)最大(da)3MHZ，310Vpp交流電(dian)壓，可(ke)驅(qu)動水聲換能器(qi)構建實(shi)驗(yan)環境(jing)，再調節(jie)頻率(lv)(lv)觀察不同頻率(lv)(lv)下的實(shi)驗(yan)現象。

　　實驗名稱：基于聲光傳(chuan)感原理的水(shui)下目標(biao)定位跟蹤方法(fa)及(ji)實(shi)驗研究(jiu)

　　實驗原理：

　　多個水(shui)(shui)聲(sheng)(sheng)換能(neng)器在空間中(zhong)排列(lie)成一定的(de)形狀，在被動或主動模式(shi)下接收水(shui)(shui)下聲(sheng)(sheng)場的(de)輻射能(neng)。由于(yu)聲(sheng)(sheng)波(bo)到達(da)不(bu)同水(shui)(shui)聲(sheng)(sheng)換能(neng)器子陣列(lie)的(de)時間和(he)角度不(bu)同，接收到的(de)水(shui)(shui)聲(sheng)(sheng)信號(hao)信息不(bu)同。通過對水(shui)(shui)聲(sheng)(sheng)信號(hao)進行處(chu)理，可(ke)得到時延(yan)、波(bo)達(da)方向等(deng)信息，進而估計出相應的(de)空間位置坐標(biao)、運(yun)(yun)動軌跡(ji)、運(yun)(yun)動速度、運(yun)(yun)動趨勢(shi)、目標(biao)個數等(deng)。

　　實驗框圖：

　　實驗實拍圖：

　　實驗過程：

　　信(xin)號發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)器(qi)(qi)發(fa)射(she)5個(ge)脈沖激(ji)勵(li)信(xin)號，工(gong)(gong)作(zuo)頻率(lv)設(she)置為(wei)500kHz，信(xin)號發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)器(qi)(qi)激(ji)勵(li)的峰(feng)峰(feng)值為(wei)1V，通過ATA-4051C功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)(qi)完成對于信(xin)號的放(fang)大(da)，功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)(qi)倍數為(wei)100倍，激(ji)勵(li)水聲(sheng)換(huan)能(neng)器(qi)(qi)工(gong)(gong)作(zuo)。當(dang)激(ji)光(guang)(guang)束穿過由水聲(sheng)換(huan)能(neng)器(qi)(qi)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的聲(sheng)場(chang)時，發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)Raman-Nath衍射(she)，光(guang)(guang)電(dian)探測(ce)器(qi)(qi)在此情況下接(jie)收0級光(guang)(guang)及其一側的衍射(she)光(guang)(guang)。光(guang)(guang)電(dian)探測(ce)器(qi)(qi)與數據采集(ji)儀(yi)相(xiang)連。水缸(gang)底部布滿消(xiao)聲(sheng)尖劈(pi)，以消(xiao)除(chu)反射(she)聲(sheng)波的影響。衍射(she)光(guang)(guang)振幅(fu)與入射(she)角(jiao)度有(you)關，當(dang)入射(she)光(guang)(guang)和聲(sheng)場(chang)垂(chui)直(zhi)時，衍射(she)光(guang)(guang)強最大(da)。利用換(huan)能(neng)器(qi)(qi)夾持裝置調整換(huan)能(neng)器(qi)(qi)俯仰角(jiao)度，可使(shi)聲(sheng)場(chang)與光(guang)(guang)束相(xiang)互垂(chui)直(zhi)，提高衍射(she)效率(lv)。

　　應用方向：軍事領域、海洋科學研究

　　應用場景：水下目標的追蹤與定位、海洋探測、水下考古、水下工程、水下救援、水下軍事、水下通信與導航

　　產品推薦：

　　圖：ATA-4000系列高壓功率放大器指標參數

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