實驗名稱：波導(dǎo)環(huán)境下矢量/聲壓嵌套陣輻射噪聲測量驗證實驗

　　研究方向：水下航行器輻射噪聲測量精度問題。鑒于我國海域波導(dǎo)環(huán)境對測量的影響，分析常用噪聲測量方法在不同波導(dǎo)環(huán)境下的測量結(jié)果，重點探討波導(dǎo)環(huán)境對輻射噪聲測量的影響，并定量研究不同方法在該環(huán)境下的測量誤差情況。

　　實驗?zāi)康模?/strong>驗證基于聲壓嵌套陣的恒定波束形成技術(shù)對寬帶信號的不失真輸出能力、對比矢量嵌套陣與聲壓嵌套陣在波導(dǎo)環(huán)境下的噪聲測量精度差異、分析功率放大器在聲源激勵系統(tǒng)中的信號保真性能。

　　測試設(shè)備：信號源、功率放大器ATA-L6B、柱形聲源、垂直線陣、程控濾波放大器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、消聲水池

　　實驗過程：通過ATA-L6B功率放大器將2000-3000Hz線性調(diào)頻信號放大，驅(qū)動定制柱形聲源在消聲水池中輻射聲場；將聲源與12元垂直線陣平行布放于5m水深（水平間距4m），采用剛性支架固定功率放大器以抑制振動干擾；通過Pulse數(shù)據(jù)采集分析儀(B&K3660-D)以50kHz采樣率同步采集陣列聲壓信號，經(jīng)PFI28000程控濾波放大器（200-4000Hz帶通）抑制環(huán)境噪聲；基于時延補償算法重構(gòu)聲場波束形成輸出，結(jié)合FFT譜分析與矢量/聲壓嵌套陣的時頻特性對比，量化驗證恒定波束形成技術(shù)在波導(dǎo)環(huán)境中的寬帶保真度與空間增益性能。

圖1實驗系統(tǒng)的原理框圖

(a)柱形聲源實物圖(b)柱形聲源布放實物圖

圖2試驗柱形聲源

(a)垂直線陣實物圖(b)垂陣線陣布放實物圖

圖3試驗垂直線陣

　　實驗結(jié)果：本研究通過消聲水池波導(dǎo)環(huán)境下的聲場激勵與垂直線陣測量實驗，系統(tǒng)驗證了矢量/聲壓嵌套陣的寬帶信號保真性與空間增益性能。實驗表明，聲壓嵌套陣在2000-3000Hz頻段內(nèi)實現(xiàn)16.9dB空間增益，輸出信號與源信號相關(guān)系數(shù)達0.92，驗證恒定束寬技術(shù)對寬帶線性調(diào)頻信號的無失真重構(gòu)能力；矢量嵌套陣通過振速分量解算進一步抑制多途干擾，單水聽器測量誤差從3.2dB降至1.1dB，信噪比額外提升6dB。功率放大器在驅(qū)動120dB@1m聲壓級時總諧波失真（THD）<0.8%，保障了聲源激勵的穩(wěn)定性和相位一致性。該成果為水下目標輻射噪聲高精度測量提供新方法，可應(yīng)用于艦船聲紋識別、水下通信聲場監(jiān)測等場景，突破傳統(tǒng)單水聽器在復(fù)雜聲場中動態(tài)范圍不足、抗干擾能力弱的瓶頸。

圖4不同聲速梯度下噪聲測量結(jié)果

圖5不同海底參數(shù)下噪聲測量結(jié)果

　　產(chǎn)品推薦：ATA-L系列水聲功率放大器

圖：ATA-L系列水聲功率放大器指標參數(shù)

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