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PIMNT单晶弯曲圆盘换能器设计
1
作者 张琪 张彬 +1 位作者 许伟杰 童晖 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第2期292-298,共7页
新型弛豫铁电单晶材料铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅晶体(Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_(3)-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3),PIMNT)的压电系数是陶瓷材料的6倍以上,应变量高出压电陶瓷10倍以上,具有较高的机电耦合系数,压电性能优于传统PZT... 新型弛豫铁电单晶材料铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅晶体(Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_(3)-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3),PIMNT)的压电系数是陶瓷材料的6倍以上,应变量高出压电陶瓷10倍以上,具有较高的机电耦合系数,压电性能优于传统PZT材料。文章将单晶材料应用于带空气腔的弯曲圆盘换能器中,利用ANSYS仿真软件优化换能器结构,确定换能器尺寸,设计制作PIMNT压电单晶换能器和PZT4压电陶瓷换能器,并进行了水池实验。换能器实测结果与仿真结果保持一致,单晶换能器的谐振频率为2.85 kHz,最大发送电压响应为136.3 dB。结果表明,相比于同尺寸的陶瓷换能器,将PIMNT压电单晶应用于弯曲圆盘换能器可降低谐振频率,提高发送电压响应,提升换能器的工作性能,为进一步改善单晶换能器综合性能提供参考。 展开更多
关键词 单晶 弯曲圆盘换能器 有限元法
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电动式换能器:结构、性能及其在声学模拟和校准中的应用与发展趋势
2
作者 桑永杰 张羿双 卢苇 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期14-26,共13页
电动式换能器以其小尺寸、超低频、超宽带发射的特点,在舰船辐射噪声模拟、声呐系统校准等领域具有广泛应用。总结了电动式换能器的结构及性能特点,讨论了超低频、超宽带发射的原理,回顾了电动式换能器驱动磁路优化、工作频带拓宽、工... 电动式换能器以其小尺寸、超低频、超宽带发射的特点,在舰船辐射噪声模拟、声呐系统校准等领域具有广泛应用。总结了电动式换能器的结构及性能特点,讨论了超低频、超宽带发射的原理,回顾了电动式换能器驱动磁路优化、工作频带拓宽、工作深度提升等相关工作。针对电动式换能器研究中的非线性问题,提出了优化驱动磁路来降低输出力的非线性效应、改善电动式换能器与功率放大器的阻抗匹配以降低波形畸变及谐波失真。对于声腔对换能器性能的影响,可以通过在声腔内充入特性阻抗较小的气体以抑制声源级响应起伏现象。电动式换能器未来的研究应以改善大深度环境下超低频段的声辐射性能、提升连续工作时间及可靠性、降低非线性失真为主要方向。 展开更多
关键词 电动式换能器 非线性 声腔 声源级
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一种改进型1-3-2压电复合材料的研究
3
作者 井苏杰 于肇贤 王宏伟 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第2期223-226,共4页
高质量的压电换能器需要具备较高的机电耦合系数和灵敏度。该文在传统型1-3-2压电复合材料的基础上提出了一种改进型1-3-2压电材料,提高了压电换能器的机电耦合系数和换能器的接收灵敏度。通过有限元仿真分析了不同间距对改进型1-3-2压... 高质量的压电换能器需要具备较高的机电耦合系数和灵敏度。该文在传统型1-3-2压电复合材料的基础上提出了一种改进型1-3-2压电材料,提高了压电换能器的机电耦合系数和换能器的接收灵敏度。通过有限元仿真分析了不同间距对改进型1-3-2压电材料敏感元件的谐振频率、反谐振频率及机电耦合系数的影响,并与传统1-3-2型压电复合材料进行了对比。结果表明,与传统型1-3-2压电复合材料相比,在相同间距条件下,改进型压电材料的机电耦合系数约大0.03。制做的3种不同间距改进型压电材料表明,间距为1 mm的改进型压电材料的机电耦合系数较大,约为0.68。 展开更多
关键词 不同间距 1-3-2型压电复合材料 改进型 谐振频率 反谐振频率 机电耦合系数
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基于MEMS水听器的水下探测系统设计与实现
4
作者 裴嘉裕 张国军 +2 位作者 荆博原 柳燕 张文栋 《微纳电子技术》 CAS 2024年第3期101-111,共11页
微电子机械系统(MEMS)水听器作为声呐的核心部件,具有灵敏度高、低频特性好的优势,在进行水下探测时,可同时得到水下声场的声压及振速信息,被广泛应用于声呐浮标、无人水下航行器(UUV)等水下平台,实现对水下目标的实时探测。以现场可编... 微电子机械系统(MEMS)水听器作为声呐的核心部件,具有灵敏度高、低频特性好的优势,在进行水下探测时,可同时得到水下声场的声压及振速信息,被广泛应用于声呐浮标、无人水下航行器(UUV)等水下平台,实现对水下目标的实时探测。以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心,基于MEMS水听器,选择合理的存储协议和能量检测算法,设计并实现了一套应用于声呐浮标的水下探测系统,并开展了室内测试与室外湖试实验。室内测试结果显示,MEMS水听器的矢量通道灵敏度约为-210 dB@100 Hz,可测带宽为10~2000 Hz,具有平滑的“8”字指向性;标量通道具有全向性,灵敏度为-189.5 dB@100 Hz,可测带宽为10~1250 Hz;系统功耗约1.55 W,同步采样率为10 kHz,存储容量为64 GB,可实现信号的实时检测以及对3路模拟信号和3路数字信号的存储。湖试实验结果表明,该系统在水下能够稳定工作,可以连续工作约23 h,经数据处理分析,系统采集到的水声信号正常,对目标信号的探测性能良好。 展开更多
关键词 微电子机械系统(MEMS) 水听器 声呐浮标 水下探测 现场可编程门阵列(FPGA)
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高频宽带换能器多匹配层研究
5
作者 夏榕健 仲林建 夏铁坚 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期147-150,共4页
在水声应用中,高频换能器往往需要较宽的工作带宽,以获得更多的目标信息。文章首先建立了等效电路模型,利用粒子群算法对匹配层材料和厚度进行初步选定,使得换能器具有最宽的工作频带;其次,通过有限元方法对匹配层换能器的导纳和发射电... 在水声应用中,高频换能器往往需要较宽的工作带宽,以获得更多的目标信息。文章首先建立了等效电路模型,利用粒子群算法对匹配层材料和厚度进行初步选定,使得换能器具有最宽的工作频带;其次,通过有限元方法对匹配层换能器的导纳和发射电压响应进行分析计算;最后,在理论分析的基础上成功制得三匹配层高频宽带换能器,其工作频段约为150~430 kHz,相对带宽为93%,带内发送电压响应起伏为-6 dB。实验结果表明,三匹配层设计方案可以有效拓宽高频换能器的工作频段。 展开更多
关键词 高频换能器 宽带 多匹配层
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Janus-Helmholtz换能器的振动模态谐振频率理论分析研究
6
作者 张羿双 桑永杰 +1 位作者 陈永耀 吴帅 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期143-152,共10页
Janus-Helmholtz换能器利用驱动振子纵向谐振与Helmholtz谐振腔的液腔谐振耦合,具有大功率、宽带声发射特性.传统观点认为导纳曲线中低频谐振峰对应液腔谐振频率,而高频谐振峰对应纵振动谐振频率,然而大量的实验研究发现该结论存疑.本... Janus-Helmholtz换能器利用驱动振子纵向谐振与Helmholtz谐振腔的液腔谐振耦合,具有大功率、宽带声发射特性.传统观点认为导纳曲线中低频谐振峰对应液腔谐振频率,而高频谐振峰对应纵振动谐振频率,然而大量的实验研究发现该结论存疑.本文结合一只Janus-Helmholtz换能器实验样机的实验结果,运用等效电路法结合有限元法分析并求解了驱动振子纵向模态的谐振频率,使用有限元法分析并求解了Helmholtz谐振腔的液腔谐振频率.研究结果表明,与传统观点相反,导纳曲线中第1个谐振峰为驱动振子的纵向谐振,第2个谐振峰为Helmholtz谐振腔的液腔谐振;Janus换能器4个大尺寸辐射面带来的可观辐射质量是造成纵向振动谐振频率在水中大幅度下降的原因;Janus-Helmholtz换能器中存在两个等体积的Helmholtz共振腔而非传统认为的仅存在一个共振腔.这些结论对于正确认识Janus-Helmholtz换能器的结构及性能特性起到了正本清源的作用,也为优化创新该换能器的结构、改善换能器的声发射特性提供了技术支撑. 展开更多
关键词 Janus-Helmholtz换能器 谐振频率 等效电路法 辐射质量
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高频长缆水声换能器的匹配技术研究
7
作者 王佳麟 童晖 张彬 《声学技术》 CSCD 北大核心 2023年第6期847-851,共5页
高频换能器接长电缆后谐振频率会发生偏移,导致与工作频率相差甚远,工作点的导纳值与不接长电缆时偏差较大。这使得换能器与发射机和接收机之间的阻抗严重失配。文章对高频长缆水声换能器匹配技术进行研究,通过建立换能器等效电路模型,... 高频换能器接长电缆后谐振频率会发生偏移,导致与工作频率相差甚远,工作点的导纳值与不接长电缆时偏差较大。这使得换能器与发射机和接收机之间的阻抗严重失配。文章对高频长缆水声换能器匹配技术进行研究,通过建立换能器等效电路模型,利用传输线理论,进行四端口匹配网络的设计和仿真,并制作一块匹配电路板。实验结果表明,系统匹配性测试与仿真计算相吻合,提高了系统机电转换效率,证明了该匹配方法的可行性和工程实用性。 展开更多
关键词 高频 长缆 传输线 水声换能器 电匹配
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π相移光纤光栅水听器的超声波传感指向特性 被引量：2
8
作者 安秉文 陈家熠 +2 位作者 李斐然 李子琪 吴先梅 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期155-165,共11页
π相移光纤光栅因具有较短的有效光栅传感长度,近年来成为了超声传感领域的研究热点.本研究旨在探究π相移光纤光栅作为水听器应用时对超声波的指向性特性.选取π相移光纤光栅作为超声传感单元,先基于分层介质的声传播理论计算出水中超... π相移光纤光栅因具有较短的有效光栅传感长度,近年来成为了超声传感领域的研究热点.本研究旨在探究π相移光纤光栅作为水听器应用时对超声波的指向性特性.选取π相移光纤光栅作为超声传感单元,先基于分层介质的声传播理论计算出水中超声波入射时光纤纤芯的应变,再运用基于光学耦合模方程的传递矩阵法计算反射光谱得到光波长偏移.将角度-频率空间分为三个区域,计算了声波频率在1-10 MHz时不同角度下的应变结果和光波长偏移响应特性,并开展了实验研究.结果表明,理论和实验结果具有较高的一致性,π相移光纤光栅在超声波垂直光纤入射时响应最大,随声波入射方向与光纤法向间夹角的增加,π相移光纤光栅的声响应先急剧下降,后在水中直达声波和光纤中导波叠加时出现极大值.此外,π相移光纤光栅的声响应随声波频率增加而降低.本研究对π相移光纤光栅在超声传感中的实际应用具有重要意义. 展开更多
关键词 π相移光纤光栅 超声传感 指向性
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基于FPGA的MEMS水听器数据采集系统 被引量：1
9
作者 荆博原 张国军 +2 位作者 柳燕 梁晓琦 朱珊 《电子器件》 CAS 北大核心 2023年第2期443-448,共6页
MEMS水听器工作时需要将探测到的信息有效保存以作后续处理。为解决此问题,以FPGA为控制核心,设计了一套数据采集装置。将多路数据混合编帧后写入SD卡,完成最多8路模拟信号以及3路数字信号的保存。采集工作结束后,通过USB 2.0接口将保... MEMS水听器工作时需要将探测到的信息有效保存以作后续处理。为解决此问题,以FPGA为控制核心,设计了一套数据采集装置。将多路数据混合编帧后写入SD卡,完成最多8路模拟信号以及3路数字信号的保存。采集工作结束后,通过USB 2.0接口将保存的数据高速传输至上位机。经验证,该系统在水下工作稳定,多通道同步采样率均为10 k Hz,存储容量32 G,可连续采集数据56 h,上位机通信最大速率为40 MByte/s,满足实际应用需求。系统内置电源模块为水听器和采集装置供电,摆脱了线缆的干扰和束缚,便携性得到大幅提升,为后续水听器应用于恶劣环境奠定基础。 展开更多
关键词 FPGA MEMS 数据采集 矢量水听器 USB 数据存储
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铌酸钾钠基无铅压电陶瓷纵振换能器 被引量：1
10
作者 张秀侦 吴超峰 +2 位作者 姚方周 王轲 柴勇 《应用声学》 CSCD 北大核心 2023年第4期674-682,共9页
高性能环境友好型无铅压电陶瓷及其应用是当前压电材料研究的热点之一。为了探究其在水声换能器领域的应用潜力,该文对铌酸钾钠基无铅压电陶瓷和锆钛酸铅压电陶瓷纵振式换能器进行了对比研究。依据仿真结果优化结构尺寸,制作了两种换能... 高性能环境友好型无铅压电陶瓷及其应用是当前压电材料研究的热点之一。为了探究其在水声换能器领域的应用潜力,该文对铌酸钾钠基无铅压电陶瓷和锆钛酸铅压电陶瓷纵振式换能器进行了对比研究。依据仿真结果优化结构尺寸,制作了两种换能器样机并测试了其在空气中和水中的电声性能。测试结果表明,铌酸钾钠基无铅压电陶瓷换能器的谐振频率为35 kHz,最大发送电压响应为151 dB,声源级可达190 dB,在26-67 kHz的频率范围内发送电压响应的起伏不超过-4:5 dB,谐振频率处-3 dB的指向性开角约为76◦。该无铅压电陶瓷换能器具有和锆钛酸铅压电陶瓷换能器相当的发射性能,有望推动无铅压电材料在水声换能器领域的应用进程。 展开更多
关键词 铌酸钾钠 无铅压电陶瓷 锆钛酸铅 换能器
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基于浅海声强干涉的双水听器运动声源速度估计
11
作者 姚远 孙超 +1 位作者 谢磊 刘雄厚 《水下无人系统学报》 2023年第2期278-284,共7页
针对低信噪比时难以利用低频分析记录谱中宽带连续谱条纹状干涉图样估计声源运动速度的问题,提出一种基于双水听器利用线谱声强干涉起伏估计运动声源速度的方法。该方法利用声源运动参数对时间维线谱声强干涉起伏进行重采样,得到满足正... 针对低信噪比时难以利用低频分析记录谱中宽带连续谱条纹状干涉图样估计声源运动速度的问题,提出一种基于双水听器利用线谱声强干涉起伏估计运动声源速度的方法。该方法利用声源运动参数对时间维线谱声强干涉起伏进行重采样,得到满足正比关系的不同频率线谱声强干涉起伏。通过建立两频率线谱声强干涉起伏之间相关系数的代价函数,搜索出双水听器各自对应的最近通过时间和距速比参数,再结合声源与双水听器的距离位置关系,最终解算出声源运动速度。仿真实验表明,该方法能有效估计声源运动速度,对背景噪声下低速运动声源有较好的测速效果. 展开更多
关键词 双水听器 速度估计 线谱声强干涉起伏 最近通过时间 距速比
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流体动力式次声换能器机电类比分析与试验研究
12
作者 吴仪 范威 +2 位作者 杨帅 杨广胜 吴大转 《声学技术》 CSCD 北大核心 2023年第3期397-403,共7页
流体动力式换能器相较于其他形式的换能器在产生低频声音方面具有更大的优势,为了预测流体动力式换能器的声学性能,提出一种基于机电类比的流体动力式换能器等效电路模型。设计并搭建流体动力式换能器试验台,将机电类比模型模拟结果与... 流体动力式换能器相较于其他形式的换能器在产生低频声音方面具有更大的优势,为了预测流体动力式换能器的声学性能,提出一种基于机电类比的流体动力式换能器等效电路模型。设计并搭建流体动力式换能器试验台,将机电类比模型模拟结果与空气中进行的试验结果进行了比较。结果显示,该机电类比模型在空气中1~4 Hz频率范围内的声源级预报值与实测值的误差低于10%,证明了机电类比分析模型的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 流体动力式 次声换能器 机电类比 液压系统
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水声换能器金属零部件的环保清洗工艺研究 被引量：1
13
作者 陈卫华 谢程锋 +1 位作者 郭西洋 包英俊 《新技术新工艺》 2023年第2期20-25,共6页
换能器金属零部件经过机械加工和工艺处理后,在其表面不同程度地粘有油性污垢,若在换能器装配之前清洗不充分,将直接影响换能器的绝缘强度和机械强度。现阶段大部分换能器金属零部件表面的清洁仍采用汽油、丙酮等传统清洗剂完成,而传统... 换能器金属零部件经过机械加工和工艺处理后,在其表面不同程度地粘有油性污垢,若在换能器装配之前清洗不充分,将直接影响换能器的绝缘强度和机械强度。现阶段大部分换能器金属零部件表面的清洁仍采用汽油、丙酮等传统清洗剂完成,而传统清洗剂在使用过程中存在易燃易爆等风险,不宜在自动化设备上使用。因此,针对换能器金属零部件油污清洗中对安全环保型清洗剂的迫切需求,提出传统清洗剂的替代方案。研究了某安全环保型清洗剂(以下统称A型清洗剂)和传统清洗剂针对换能器金属表面油污的清洗效果的差异,通过腐蚀性、清洗效果、粘接情况的对比及环保型清洗剂的可回收性展开详细论述,研究A型清洗剂应用于换能器金属表面油污清洁的有效性。研究表明,A型清洗剂可用于换能器金属表面清洁,是一款清洗高效、无腐蚀、无闪点、可回收使用的安全环保的清洗剂。 展开更多
关键词 换能器 表面清洗 清洗剂 腐蚀性 净洗力 荧光值 粘接强度 清洗剂回收
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信息谱熵的链式关系
14
作者 王晨旸 席政军 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期35-42,共8页
信息谱针对非独立同分布多拷贝的情形,建立了信源编码和信道编码理论。在实际中,有限码长和有限步操作才是可实现的,从而有必要对非渐近情形甚至是one-shot情形下的信息谱进行研究。该文给出信息谱相对熵及相关性质,特别给出了信息谱相... 信息谱针对非独立同分布多拷贝的情形,建立了信源编码和信道编码理论。在实际中,有限码长和有限步操作才是可实现的,从而有必要对非渐近情形甚至是one-shot情形下的信息谱进行研究。该文给出信息谱相对熵及相关性质,特别给出了信息谱相对熵与假设检验相对熵的关系。依赖信息谱相对熵,考虑相关的熵、条件熵和互信息,重点讨论信息谱互信息之间的等价关系,进而讨论其链式关系。 展开更多
关键词 信息谱 相对熵 条件熵 互信息 链式关系
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宽带高灵敏水声换能器的研究
15
作者 苏晋涛 王宏伟 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第5期759-768,共10页
为了提升声纳系统的探测性能,该文从扩展水声换能器带宽和提高灵敏度两方面出发,研制了一种“金字塔”结构的宽带高灵敏水声换能器,并选择单金属板空气柱型压电材料作为宽带高灵敏换能器的有源材料。对敏感元件进行机电等效分析和有限... 为了提升声纳系统的探测性能,该文从扩展水声换能器带宽和提高灵敏度两方面出发,研制了一种“金字塔”结构的宽带高灵敏水声换能器,并选择单金属板空气柱型压电材料作为宽带高灵敏换能器的有源材料。对敏感元件进行机电等效分析和有限元仿真,获得压电材料尺寸的优选范围。根据多模耦合理论设计了“金字塔”型的换能器敏感元件结构。通过建立换能器的制作工艺流程,研制出宽带高灵敏换能器样机。测试结果表明,发送电压响应最高为182.9 dB,发射带宽为170 kHz,接收灵敏度最高达到-173.7 dB,接收带宽为110 kHz,-6 dB波束开角为8.1°。 展开更多
关键词 宽带 高灵敏 机电等效 水声换能器 制备工艺 压电材料
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用于矢量水听器的压电单晶面剪切模式加速度计设计
16
作者 李争徽 李世阳 葛骑岐 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第1期117-123,共7页
面剪切振动模式产生于[011]极化方向zxt-45°切型的压电单晶,因具有高压电系数、高机械品质因数、高柔顺系数和低串扰效应等优点,故面剪切模式成为小尺寸、高灵敏度压电传感器的理想选择,在矢量水听器中有着良好的应用前景。该文通... 面剪切振动模式产生于[011]极化方向zxt-45°切型的压电单晶,因具有高压电系数、高机械品质因数、高柔顺系数和低串扰效应等优点,故面剪切模式成为小尺寸、高灵敏度压电传感器的理想选择,在矢量水听器中有着良好的应用前景。该文通过分析面剪切模式振动原理,推导了面剪切模式压电加速度计的电压灵敏度表达式。利用有限元分析软件构建面剪切加速度计模型,研究结构参数对面剪切压电加速度计电压灵敏度和谐振频率的影响规律,优化结构尺寸,最终仿真得到面剪切加速度计开路电压灵敏度为389.72 mV/g,工作频带为20 Hz~3 kHz,横向灵敏度小于3.45%。研究结果表明,与传统的剪切式加速度计相比,所设计的面剪切式加速度计在质量块质量降低50%的同时,电压灵敏度提高了11.6%,这为降低水听器的平均密度、提升水声探测性能提供了新思路。 展开更多
关键词 压电加速度计 压电单晶 面剪切模式 有限元仿真 高灵敏度
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量子Swapping网络中非局域性度量的上界的优化
17
作者 张颖 郭志华 贺衎 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期43-48,共6页
测量诱导的非双局域关联是一种通过对多体量子系统状态进行局部测量来量化Swapping网络中非局域性的度量。在纯态情形这类度量具有解析的计算公式,但对于混合态情形无法精确计算,只能对其上界进行估计。该文研究一类特殊的混合态,即边... 测量诱导的非双局域关联是一种通过对多体量子系统状态进行局部测量来量化Swapping网络中非局域性的度量。在纯态情形这类度量具有解析的计算公式,但对于混合态情形无法精确计算,只能对其上界进行估计。该文研究一类特殊的混合态,即边缘态ρ_(BC)具有直积态ρ_(BC)=ρ_(B)■ρ_(C)形式,其中ρ_(B)是非简并且ρ_(C)是简并的情况,得到了该类混合态测量诱导的非双局域关联上界更精细的计算公式。 展开更多
关键词 测量诱导的非双局域关联 度量上界 量子非局域性 量子关联
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基于PVDF的纤毛式矢量水听器仿真设计
18
作者 肖邦 钱澄源 +1 位作者 张睿 赵荣荣 《声学与电子工程》 2023年第4期38-41,共4页
在现有纤毛式结构微米尺度上应用聚偏二氟乙烯(PVDF)会有电容小、阻抗匹配困难的问题。为此,文章基于现有纤毛式矢量水听器进行结构修改和尺寸放大,设计了一种基于PVDF的纤毛式矢量水听器,由纤毛顶、纤毛主体和纤毛主体两侧的PVDF薄膜... 在现有纤毛式结构微米尺度上应用聚偏二氟乙烯(PVDF)会有电容小、阻抗匹配困难的问题。为此,文章基于现有纤毛式矢量水听器进行结构修改和尺寸放大,设计了一种基于PVDF的纤毛式矢量水听器,由纤毛顶、纤毛主体和纤毛主体两侧的PVDF薄膜组成。以整体尺寸、电容值、灵敏度和谐振频率这4个参数为目标,通过有限元仿真优化,确定了纤毛顶、纤毛主体的材质和尺寸、PVDF薄膜的尺寸。仿真得到水听器的灵敏度满足每倍频程增加6 dB的规律,具有“8”字余弦指向性。 展开更多
关键词 矢量水听器 纤毛 聚偏二氟乙烯 电容 仿真设计
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模拟海豚滴答声的仿生换能器设计
19
作者 夏飞 许延峰 胡青 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期962-968,共7页
海豚回声定位信号具有宽带窄脉冲特性,能够精确分辨水中目标,为了使换能器模拟海豚发射回声定位信号,本文采用等效电路法分析了匹配层参数对换能器谐振频率和对应模态强弱的影响,并建立有限元模型进行仿真验证,同时从频域和时域对换能... 海豚回声定位信号具有宽带窄脉冲特性,能够精确分辨水中目标,为了使换能器模拟海豚发射回声定位信号,本文采用等效电路法分析了匹配层参数对换能器谐振频率和对应模态强弱的影响,并建立有限元模型进行仿真验证,同时从频域和时域对换能器展开优化设计,根据海豚回声定位信号的特点,设计了一款能模拟海豚发声的双匹配层宽带仿生换能器。该换能器工作频带为50~145 kHz,基本覆盖了海豚回声定位信号的频率范围,单个脉冲发射持续时间不超过22μs,时域波形与频谱能量分布与海豚滴答声信号一致。 展开更多
关键词 海豚 回声定位信号 仿生 宽带窄脉冲 匹配层 等效电路 谐振 有限元
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带前放压电水听器噪声建模及低噪声设计方法
20
作者 肖屹立 郭世旭 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第2期264-270,共7页
为满足低频压电水听器工作需求,针对带前置放大器压电水听器自噪声优化问题,理论推导二端口网络等效噪声模型,利用LTSPIC建立SPICE模型对关键器件进行噪声仿真,并基于结型场效应管设计制作低噪声放大电路。对设计的放大器及带前放水听... 为满足低频压电水听器工作需求,针对带前置放大器压电水听器自噪声优化问题,理论推导二端口网络等效噪声模型,利用LTSPIC建立SPICE模型对关键器件进行噪声仿真,并基于结型场效应管设计制作低噪声放大电路。对设计的放大器及带前放水听器自噪声测试表明,放大器等效输入噪声为8.48 nV/√Hz@1 kHz,1/f噪声拐点约为350 Hz,优于现有集成运放式放大器;带前放水听器噪声谱级为33.577 dB@1 kHz,其噪声谱级低于零级海况噪声谱。 展开更多
关键词 水听器 前置放大器 结型场效应管 噪声模型
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