两束传播方向相同且频率相近的声波在介质中传播时,由于其非线性效应,分别产生了和频、倍频和差频等频谱成分,然而,由于差频声波的频率较小使得其声吸收系数也小,所以只有差频声继续在介质中传播,从而使得声学参量阵具有以下优点：指向性好、穿透力强,因此,声学参量阵在探测、定位目标物体、水下信息传输以及声音的定向传播等技术领域发挥着重要作用。本文安排如下：第一章回顾了与声学参量阵有关的背景和研究意义,介绍了近期关于声学参量阵的实际应用,并概述了本文研究工作的主要内容。第二章基于非线性声学理论,结合Lighthill波动方程、Westervelt线源参量阵理论和Berktay远场解等知识体系,分析了声参量阵的指向特性和差频增益等性质。第三章对声参量阵系统的信号处理以及换能器发射阵这两个重要组成部分做了设计。对信号预处理和调制的三种方式做了比较,分别仿真出三种调制方式下的自解调信号频谱图,结果表明,双边带调制失真来源主要是来自于谐波失真,均方根调制和单边带振幅调制均无明显的谐波失真,但均方根调制由于引入平方根运算,增加了对带宽的需求。此外,本章还研究了换能器阵列对其指向性的影响,可以看出,换能器的尺寸、数量、间距和排列方式都在一定程度上影响了指向特性。第四章研究参量扬声器在模拟电路和数字电路中执行时出现的一些问题,在Matlab的Simulink中建模,进一步验证均方根调制的可行性。第五章对全文做了简单的总结和展望。本文以非线性声学为基础,通过理论分析和数值仿真,分析声源以及换能器发射阵对指向性的影响,对比不同信号处理和调制方式的优缺点。