微型聲頻定向換能器的聲場建模與驗證.pdf

1、微型聲頻定向系統(tǒng)是兩列超聲波在空氣中的非線性交互作用，自解調(diào)產(chǎn)生高指向性的可聽聲，從而實現(xiàn)聲頻定向傳播的系統(tǒng)。本文在聲學(xué)有限元和邊界元的理論基礎(chǔ)上，建立微型聲頻定向換能器(Micro-Directional Transducer)的聲學(xué)模型，并通過阻抗(Impedance)、指向性(Directivity Pattern)和聲壓級(Sound PressureLevel，SPL)的實驗測試來驗證微型聲頻定向換能器聲學(xué)模型的準(zhǔn)確性。

2、>　　 本文詳細(xì)闡述了微型聲頻定向系統(tǒng)的工作原理，超聲的非線性交互作用和參量聲學(xué)陣?yán)碚?，分析了非線性交互作用產(chǎn)生的可聽聲聲壓級與超聲聲壓級、傳播距離和換能器輻射面積等之間的關(guān)系。本文的主要研究內(nèi)容為：根據(jù)單個圓形活塞換能器、點線均勻陣列以及乘法定理的指向性相關(guān)理論，推導(dǎo)出微型聲頻定向換能器的指向性公式，得到其指向性圖，研究了換能器陣元半徑、陣元間距和陣元個數(shù)分別變化對微型聲頻定向換能器指向性的影響。
　　 通過建立微型聲頻定向

3、換能器陣元的有限元聲學(xué)模型，得到了換能器的諧振頻率和發(fā)射電壓響應(yīng)級等重要的指標(biāo)參數(shù)。通過建立微型聲頻定向換能器陣元和陣列的邊界元聲學(xué)模型，分析了其在一定頻率范圍內(nèi)的聲壓頻率響應(yīng)結(jié)果，同時還分析比較了兩種方法得到的聲壓級的一致性以及換能器陣元和換能器陣列的聲壓級的差值，并用換能器陣的互輻射阻抗解釋其原因。分析了微型聲頻定向換能器發(fā)出的超聲聲壓級和非線性交互作用產(chǎn)生的可聽聲聲壓級之間轉(zhuǎn)化效率的問題，解釋了參量聲學(xué)陣轉(zhuǎn)化效率低的原因。