论文部分内容阅读
声纳技术在海洋通信和水底探测等领域得到了广泛的应用,水声系统是声纳系统的重要设备。通常,水声系统由信号源、功率放大器、匹配网络和水声换能器四部分组成,网络匹配问题是水声系统的关键技术之一。本文主要研究水声换能器宽带匹配网络设计,研究内容包括: (1)研究分析了水声换能器匹配原理,主要通过阻抗匹配提高功率放大器在较宽的频带内传输给换能器的有功功率。传统的阻抗匹配研究中,主要针对功率放大器内阻较大、单一频率点的情况,采用共轭匹配方法实现网络匹配。本文针对一种内阻抗小、输出电压可调、最大工作电流为主要约束条件的功率放大器,提出了相应的宽带调谐匹配原理。 (2)提出了宽带调谐匹配直接优化算法,设计了算法流程。对工程中比较具有实用价值的五种匹配网络拓扑结构,应用直接优化法进行了参数设计,并对比分析了它们的优劣和特性。 (3)基于(μ+λ+κ)-ES进化策略及算法仿真平台,探索了宽带调谐匹配进化策略优化算法。 (4)利用MFC工具设计了水声换能器宽带调谐匹配应用软件,实现了宽带调谐匹配直接优化算法和进化策略优化算法,并进行了实际应用计算。 最后,文中给出了一组实际的匹配计算结果,结果分析表明匹配网络满足实际应用要求,验证了匹配算法的有效性。