第40卷第1期 2017年3月
船舶运输科学研究所
上海
学
报
JOURNAI, OF SHANGHAI SHIP AND SHIPPING RESEARCH INSTITUTE
文章编号：1674-5949(2017)01-0053-07
发射换能器宽带匹配技术研究与应用
尹凯华，俞叶萍
（上海船舶运输科学研究所规船自动化分所，上海200135）
Vol. 40 No, 1 Mar.2017
摘搞要：针对水声发射机与发射换能器之间的宽带匹配问题，对发射换能器宽带匹配技术进行研究。以网络综合理论为基础，使用实频数据法，依托计算机辅助设计搜索解空间，寻找最优解；采用工程上可实现模型的有理表达式去通近最优解，得到匹配网络策动点函数的实部表达式，再根据策动点函数实部和虚部的约束关系，利用盖维效法求解出匹配网络的策动点函数；采用考尔综合法得出网络归一化参数，解除归一化得到实际的匹配网络参数，将该方法运用到实际的发射换能器匹配中，效果较好。
关键词：宽带匹配；传输功率增益；希尔伯特变换；盖维兹法；考尔综合法；归一化
中图分类号：U666.7
文献标志码：A
BroadbandMatchBetweenTransducerandAcousticTransmitter
YINKaihua,)
YUYeping
(Ship Automation Branch, Shanghai Ship &. Shipping Research Institute,Shanghai 200135,China)
Abstract: This paper mainly discusses the problem of matching the transmitting transducer to the broadband acoustic transmit ter. The optimal solution is found by means of computer aided search for the solution space based on the network synthesis the ory and real frequency method. The rational expression of realizable in engineering is constructed to approximate the optimal so lution and get the real part expression of the matching network driving point function. According to the relation between the re-al part and the imaginary part, the complete matching network driving point funetion is obtained by Gewerts method, The nor malized network parameters are determined by means of Couer method, and the actual matching network parameters are decided by denormalization. The application of the method is demonstrated by a practical case study.
Key words; broadband matching; transmit power gain; Hilbert transform; Gewerts method; Couer method; normalization 0引言
换能器是水声通信工程中的关键部件，能实现电声信号之间的相互转换，但受技术和工艺的限制，其在宽带频率范围内的阻抗特性、灵敏度和电声转换效率等参数随频率变化很大，这给发射机与发射换能器的阻抗匹配和调谐匹配造成了很大的困难。在单一频点的情况下，一般使用变压器实现阻抗匹配，并在负载端并联一个电感或电容实现调谐匹配。在宽带的情况下，负载的阻抗特性随频率变化较大，单一的感容器件并不
括电容、电感、变压器等，网络拓扑结构主要是T型级联。这里主要针对给定的换能器负载，在需要的带宽频率范围内.得到其匹配网络的具体结构和各元件的参数值。
收稿日期：2017-02-08
作者简介：尹华（1985一），男，江苏南通人.T程师，主要从事水声电子通信研究工作，万方数据