科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
声波作为信息和能量的载体，一直以来在水下通信中被广泛采用，但尚未解决带宽窄、速率低的问题。在光学领域和电磁波领域，轨道角动量都表征了螺旋相位结构的自然属性；通过引入轨道角动量到声学领域中，水声通信系统的传输能力以及频谱效率都得到扩展。基于换能器圆阵列产生涡旋声波进行分析和检测，研究涡旋声波波束的阵列产生方法，给出涡旋声波波束在水下传播的特性。在主轴方向，采用均匀圆阵列产生不同拓扑模式的涡旋声波波束，确定轨道角动量拓扑模式与换能器阵列之间的对应关系；为生成不同拓扑模式下的涡旋声波，研究阵列单元数目、阵列半径、传输频率等对涡旋声波的影响。通过研究发现模式数越高，涡旋声波主瓣波束角越大，主瓣峰值越小。阵列半径越大，主瓣波束角越大，而主瓣峰值则随着阵列半径的增大而减小；频率越高，主瓣波束角越小，主瓣峰值变化不大；阵列单元数对主瓣波束角无影响，但与主瓣峰值成正比关系，阵列单元数越多，主瓣峰值越大。
-
单位南京信息工程大学滨江学院
