水声通讯仪换能器系统的研制

利用溢流式换能器的液腔振动和径向振动耦合原理获得较宽的频率响应;采用声反射系统使换能器在垂直方向形成高指向性,换能器的方向性能指数增加２２ｄＢ。     

水声信道高速率数据传输技术

本文介绍近年来水声信道高速率数所传输技术的一些研究进展，并结合本所研究的水声数据遥测，数字语音通讯和视频图像传输实验样机，讨论了具有抗多途干扰的声传输系统在调制信号设计及信号处理上所采用的关键技术。     

高频宽带发射换能器的研制

在水声领域中 ,宽频带换能器是一个极其重要的研究方向。许多学者利用压电陶瓷圆柱各种振动模式的耦合 ,研究设计出各种类型的宽带换能器。Ｍｃｍａｈｏｎ１９６４年采用开口式压电陶瓷圆管 ,利用液柱共振频率与圆管径向共振频率相耦合设计宽带自由溢流式换能器。袁易全１９８３年 ,利用有限长压电薄圆管的径、长耦合设计宽频带发射换能器。上述学者均是对低频宽带换能器进行研究。在作者承担的利用超声波辐射提高海水鱼类精子受精能力的研究课题中 ,需要应用水平方向性均匀、高频宽频带发射器。为此 ,通过合理地设计换能器的结构尺寸 ,采用…     

夹心型换能器纵振动的工程计算

本文介绍在设计夹心换能器纵振动的谐振频率计算中，由振子的厚度等效于基波的半波长出发，导出纵向振动换能器的频率方程。使谐振频率计算更加简便。实验表明，该方法计算方便，精确，适用于设计夹心换能器纵向振动的谐振频率计算。     

夹心型水声换能器的温度稳定性

本文从理论上分析了影响夹心型水声换能器温度稳定性的主要原因。提出了采用温度稳定性较好,谐振频率及温度系数较小的压电陶瓷,并在压电陶瓷圆片和钢片之间设置缓冲层,进一步改变换能器的结构,从而提高了夹心型水声换能器的温度稳定性。     

激光全息研究水声换能器的振动

激光全息照相技术中的干涉量度学目前已成为一种新型高精度的测试方法，在科学技术中获得了广泛的应用。这种方法中的连续曝光全息干涉法或称时间平均法(timeaverage methor)用于分析物体的振动情况十分有效。这种方法分析精度高，不与样品作机械接触，因此不受样品的材料及形状的限制。     

一种水声换能器基阵仿真研究

文中以RDI公司生产的声相关海流剖面仪换能器基阵为例,推导了发射换能器基阵的简洁的表达式,方向图仿真结果与理论分析相一致。     

匹配层高频宽带水声换能器研究

为了获取更多的水下信息,提高声呐的探测和识别能力,设计高频宽带换能器是极为重要的。 匹配层技术是拓宽换能器带宽的有效方式。从理论上对匹配层拓宽换能器带宽的机理进行了分析,并利用数值计算和有限元仿真分析了匹配层对换能器性能的影响。结果表明：随着匹配层层数增加,换能器的谐振峰数目增加,峰与峰之间通过耦合能够实现拓宽带宽的效果。通过有限元仿真指导制成中心频率为 187.5 kHz 的双匹配层宽带换能器,其最大发送电压响应为 150.3 dB,–3 dB 带宽为 145 kHz。     

组合式水声换能器辐射面波节线的计算与分析

对于组合式纵振压电水声换能器，当采取增加它的辐射面积、减小辐射盖板的厚度和降低机械Q值等方法来提高它的辐射功率并展宽其工作频带时，实验观测到换能器的辐射面不再作纯等幅纵振动，而耦合有弯曲振动。因此存在节线区域，它们一般呈圆线状，     

水声数据通信系统研究

提出一种基于并行传输体制的水声数据通信系统设计方案,发射端采用纠错能力很强的级联码和MFSK调制,分集技术采用抑制载波的双边带调制方式,接收端对接收信号利用快速频谱分析进行解调,并进行硬判决Viterbi译码和BM迭代译码。实验表明,该水声数据通信系统的传输波特率为200bits/s。误码率达到10^-5～10^-6以下。     

水下声传输数据通讯技术研究

本文介绍了水下声传输数据通讯的原理、功能作用及关键技术研究。     

深海RAP下的水声信道特性与通信技术研究

可靠声路径（Reliable Acoustic Path,RAP）是深海声传播的重要通道之一,其受界面影响较小,传播损失较低,可以传播到较远的距离,而且在临界深度以下,环境噪声较低;其次,可靠声路径有效避开了多途扩展现象,声线以结构稳定的直达声为主。在总结可靠声路径物理机理和声传播优势的基础上,对比分析了几种不同海洋参数条件下RAP声传播特性,然后采用射线模型仿真分析了RAP声信道内的接收声线结构,之后基于仿真的RAP信道进行了单载波通信性能的分析。仿真结果发现：在RAP声信道内,直达声能量高,传播损失低,声线结构稳定且多途扩展小,对环境变化不敏感,在35km左右的中远程距离内具有很高的信噪比;相同仿真条件下,RAP区域的误码率较同距离浅深度的接收低很多,而且RAP区域接收信号信噪比高出其他区域10 dB左右。该研究结果对于实现垂直方向上深海信息的跨域传输具有重要意义。     

高速水声通信中的相位补偿研究

利用相位补偿来解决高速水声通信中的载波恢复问题,并分析了联合相位补偿和信道均衡时的系统性能。研究结果表明：使用相位补偿后,均衡器可以有效地抵抗频率偏移造成的信道相位旋转,跟踪频率偏移能力提高了一个数量级以上。     

Precoding Based Channel Prediction for Underwater Acoustic OFDM

The life duration of underwater cooperative network has been the hot topic in recent years. And the problem of node energy consuming is the key technology to maintain the energy balance among all nodes. To ensure energy efficiency of some special nodes and obtain a longer lifetime of the underwater cooperative network, this paper focuses on adopting precoding strategy to preprocess the signal at the transmitter and simplify the receiver structure. Meanwhile, it takes into account the presence of Doppler shifts and long feedback transmission delay in an underwater acoustic communication system. Precoding technique is applied based on channel prediction to realize energy saving and improve system performance. Different precoding methods are compared. Simulated results and experimental results show that the proposed scheme has a better performance, and it can provide a simple receiver and realize energy saving for some special nodes in a cooperative communication.     

大深度声遥测触底指示仪测高计换能器的研制

本文介绍利用表观弹性法,设计纵向振动与径向振动相耦合的朗芝万型换能器,该换能器用于大深度声遥测触底指示仪上,实验表明,理论计算值与实验值相符合,计算方法简单、方便。     

水声数字通信系统的仿真

本文介绍了利用计算机仿真水声数字通信系统。介绍了数字通信系统的组成部分之后，重点介绍水声信道的仿真以及调制方法的选取，通过计算机的仿真提高了水声通信系统设计的有效性，对实际出海实验很有帮助。     

High-Rate Communication for Underwater Acoustic Channels Using Multiple Transmitters and Space–Time Coding: Receiver Structures and Experimental Results

In this paper, we consider the use of multiple antennas and space-time coding for high data rate underwater acoustic (UWA) communications. Recent advances in information theory have shown that significant capacity gains can be achieved by using multiple-input-multiple-output (MIMO) systems and space-time coding techniques for rich scattering environments. This is especially significant for the UWA channel where the usable bandwidth is severely limited due to frequency-dependent attenuation. In this paper, we propose to use space-time coding and iterative decoding techniques to obtain high data rates and reliability over shallow-water, medium-range UWA channels. In particular, we propose to use space-time trellis codes (STTCs), layered space-time codes (LSTCs) and their combinations along with three low-complexity adaptive equalizer structures at the receiver. We consider multiband transmissions where the available bandwidth is divided into several subbands with guard bands in between them. We describe the theoretical basis of the proposed receivers along with a comprehensive set of experimental results obtained by processing data collected from real UWA communications experiments carried out in the Pacific Ocean. We demonstrate that by using space-time coding at the transmitter and sophisticated iterative processing at the receiver, we can obtain data rates and spectral efficiencies that are not possible with single transmitter systems at similar ranges and depths. In particular, we have demonstrated reliable transmission at a data rate of 48 kb/s in 23 kHz of bandwidth, and 12 kb/s in 3 kHz of bandwidth (a spectral efficiency of 4 bs^-1Hz^-1) at a 2-km range.     

可变角度换能器在海底沉积物声学原位测量应用的探讨

海底沉积物的声学测量是海底测深的关键技术之一,应用于海底地形地貌测量、海洋矿产资源开采和海底工程建设等。海底沉积物声学测量方法中的原位测量方法可以避免保真采样法的强扰动性和遥测法的准确度、精度及灵敏度的不确定性等缺点,如何改进原位测量系统渐成为海底探测的研究热点。通过分析现有海底沉积物原位测量设备测试换能器的工作原理,针对垂直压入方式换能器测量深度有限,提出了一种通过改变换能器压入沉积物的角度来增加测量深度的方法。在理论上论证出在不低于换能器接收阈值时,测量深度随着掠射角的增加而增加。在不增加压入深度的前提下提供了一种增加测量深度方法。