三列不同相位原波形成的參量陣聲場研究

楊德森，李中政，2，方爾正

(1.哈爾濱工程大學水聲工程學院，黑龍江哈爾濱150001;2.海軍92198部隊，遼寧興城125109)

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三列不同相位原波形成的參量陣聲場研究

楊德森1，李中政1，2，方爾正1

(1.哈爾濱工程大學水聲工程學院，黑龍江哈爾濱150001;2.海軍92198部隊，遼寧興城125109)

摘要:參量陣能生成低頻、高指向性聲束，在海底地層剖面測量、掩埋目標探測與識別、水下通信等水聲工程領域有著廣泛的應用。理論研究表明，當三列原波相互作用時，能形成具有兩個差頻分量的參量陣輻射系統，但尚未有文獻對受原波相位影響的多頻參量陣聲場進行系統分析。基于此，本文綜合計算精度和效率的需求，借鑒算子分離思想，利用時頻域相結合的方法求解KZK方程，實現對三列不同相位原波相互作用形成的參量陣聲場的描述。計算結果表明:參量陣差頻信號的聲壓幅值隨著原波相位的改變而改變，并且原波相位均為零時，兩個差頻分量的聲壓幅值最大。最后進行了試驗研究，實驗結果與仿真結果吻合較好。

關鍵詞:參量陣;三波作用;原波相位;算子分離法;時頻域相結合

1962年，Westervelt［1］提出了參量陣的最初模型:同向傳播的兩列高頻原波利用媒質的非線性效應獲得差頻波的聲發射裝置。1965年，Berktay［2］引入調制“包絡”的概念，給出了聲學參量陣更精確和完整的理論解釋，使得聲源輻射信號不再局限于雙頻基波的情況。Lucilla Di Marcoberardin［3］，John A.Birken［4］對多列聲波輻射形成系列差頻分量的參量陣聲場進行了理論及實驗研究，為海底地質特性、管道或電纜的鋪設提供技術指導。……