一种基于相控参量阵的次声波定向发射系统及方法与流程

技术特征：
1.一种基于相控参量阵的次声波定向发射系统，其特征在于，包括依次连接的矩阵键盘、信号产生模块、信号调制模块、延时模块、数模转换模块、功率放大模块和超声波换能器阵列；所述信号产生模块用于根据矩阵键盘的控制信号输出待调制的信号以及高频载波；所述信号调制模块用于根据待调制的信号以及高频载波实现带载波单边带调制，得到单边带调制信号；所述延时模块用于根据所述单边带调制信号的偏转角度的大小分别对各路处理信号进行延时，生成多路调制信号；数模转换模块和功率放大模块分别用于对各路调制信号进行数模转换和放大；超声波换能器阵列用于根据所有放大后的调制信号发射超声波。2.根据权利要求1所述的一种基于相控参量阵的次声波定向发射系统，其特征在于，信号产生模块输出的待调制的信号为正弦信号和余弦信号，输出的高频载波为21khz～40khz的正弦载波信号和余弦载波信号。3.根据权利要求2所述的一种基于相控参量阵的次声波定向发射系统，其特征在于，信号调制模块根据待调制的信号以及高频载波实现带载波单边带调制，得到单边带调制信号的过程包括：根据带载波单边带调制方法将待调制的正弦信号和余弦信号分别与余弦载波信号和正弦载波信号相乘，再将余弦载波信号和两个乘法器的积相加，得到上边带信号；最后再根据偏转角度分别得出各路信号的延时，之后根据延时将各路调制信号输出。4.根据权利要求1所述的一种基于相控参量阵的次声波定向发射系统，其特征在于，所述超声波换能器阵列以八角平面阵的形式排列，每个超声波换能器连接一路调制信号。5.根据权利要求4所述的一种基于相控参量阵的次声波定向发射系统，其特征在于，所述超声波换能器阵列包括24个超声波换能器，24个超声波换能器以一个四行三列和一个三行四列的平面阵复合成八角平面阵。6.根据权利要求1所述的一种基于相控参量阵的次声波定向发射系统，其特征在于，还包括显示模块，显示模块与信号产生模块连接并用于显示信号产生模块输出的待调制信号的频率。7.一种次声波定向发射方法，其特征在于，包括如下过程：产生控制信号；根据控制信号得到待调制的信号以及高频载波；根据待调制的信号以及高频载波实现带载波单边带调制，得到单边带调制信号；根据所述单边带调制信号的偏转角度的大小分别对各路处理信号进行延时，生成多路调制信号；对各路调制信号进行数模转换，得到多路模拟信号；对多路模拟信号进行放大，得到多路放大信号；将多路放大信号中的每一路放大信号转化为一路超声波，所有的超声波以阵列形式传输并在传播介质中自解调出次声波。8.根据权利要求7所述的一种次声波定向发射方法，其特征在于，所有超声波传播时的阵列形式为八角平面阵的形式排列。
9.根据权利要求8述的一种次声波定向发射方法，其特征在于，所有超声波传播时以一个四行三列和一个三行四列的平面阵复合而成的八角平面阵形式传播。10.根据权利要求7述的一种次声波定向发射方法，其特征在于，所述待调制的信号为正弦信号和余弦信号，输出的高频载波为21khz～40khz的正弦载波信号和余弦载波信号；根据待调制的信号以及高频载波实现带载波单边带调制，得到单边带调制信号的过程包括：根据带载波单边带调制方法将待调制的正弦信号和余弦信号分别与余弦载波信号和正弦载波信号相乘，再将余弦载波信号和两个乘法器的积相加，得到上边带信号；最后再根据偏转角度分别得出各路信号的延时，之后根据延时将各路调制信号输出。

技术总结
本发明公开了一种基于相控参量阵的次声波定向发射系统及方法，系统包括依次连接的矩阵键盘、信号产生模块、信号调制模块、延时模块、数模转换模块、功率放大模块和超声波换能器阵列；信号产生模块用于根据矩阵键盘的控制信号输出待调制的信号以及高频载波；信号调制模块用于根据待调制的信号以及高频载波实现带载波单边带调制，得到多路单边带调制信号；延时模块用于根据所述多路单边带调制信号的偏转角度的大小分别对各路处理信号进行延时，生成多路调制信号；超声波换能器阵列用于根据所有放大后的调制信号发射超声波。本发明将相控阵和参量阵结合成相控参量阵来产生次声波，能够用小体积的设备产生高指向性的次声波，并实现声波的偏转。实现声波的偏转。实现声波的偏转。


技术研发人员：乔卫东 黄龙 胡颖
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：2021.07.23
技术公布日：2021/11/8