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水下等离子体声源脉冲放电光谱测量与分析

光电工程 2012年第1期39卷 30-33页

作者：张军曾新吾王一博陈聃国防科技大学光电科学与工程学院长沙410073

本文采用HR4000CG-UV-NIR光纤光谱仪和NI-PCB压力传感器测量了水下等离子体声源脉冲放电光谱和强声波的压力幅值,分析了声与光之间的能量转换关系,并重点观察了不同放电参数对光谱特征的影响。实验结果表明,等离子体声源脉冲放电光谱为... 详细信息

本文采用HR4000CG-UV-NIR光纤光谱仪和NI-PCB压力传感器测量了水下等离子体声源脉冲放电光谱和强声波的压力幅值,分析了声与光之间的能量转换关系,并重点观察了不同放电参数对光谱特征的影响。实验结果表明,等离子体声源脉冲放电光谱为连续谱,能量主要集中在500 nm左右的谱段;放电产生的光能量和声波能量相互竞争,具有此消彼长的关系;提高放电电压,减小电极间隙距离可以提高光的辐射强度和半峰值谱宽度;增大电极间隙距离,将使发光能量向远紫外区移动;更换电极材料将明显改变光的谱分布和强度变化。

关键词：等离子体声源水下脉冲放电光谱测量与分析

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组合式水下等离子体声源控制平台设计

海洋技术学报 2014年第1期33卷 33-38页

作者：张洪欣孙坤平赵安邦周彬崔化超马骏国家海洋局北海海洋技术保障中心山东青岛266033 哈尔滨工程大学水声技术国防技术重点实验室黑龙江哈尔滨150001

组合式水下等离子体声源作为一种多电极的水下脉冲声源,可以通过电子线路程控发射来实现脉冲声波基频调节和多波束聚焦等功能,因此可用于海洋地震勘探和水声对抗等领域。自主设计和开发了一套组合式水下等离子体声源的智能控制平台,平台... 详细信息

组合式水下等离子体声源作为一种多电极的水下脉冲声源,可以通过电子线路程控发射来实现脉冲声波基频调节和多波束聚焦等功能,因此可用于海洋地震勘探和水声对抗等领域。自主设计和开发了一套组合式水下等离子体声源的智能控制平台,平台由PC机显控软件和硬件控制机箱组成,除可以同时实现对多个水下等离子体声源阵列的基本充放电控制和状态监测外,还可以实现声源装置声波基频可调和能量聚集等控制。控制机箱采用智能集成芯片FPGA及其外围电路来实现各种接口控制和充放电控制,同时加入一些必要的保护电路。采用MFC设计的PC机显控软件能够根据具体需求灵活地设置声源装置充电电压的大小、充电速度的快慢和触发放电方式,同时还能实时监测声源装置充放电过程中的电压和电流变化等情况。经过水池和湖上试验验证,本控制平台能同时控制9个水下等离子体声源通道工作,每个通道的充电电压控制范围为0~25 kV,充电电流控制范围为0~24 mA,拥有单次、齐射、连射和聚焦4种放电触发模式,触发脉冲边沿和间隔分别达到微秒级和毫秒级控制,能够安全有效地进行远程智能控制和实时状态监控。

关键词：等离子体声源脉冲声波远程控制实时监测

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一种水下等离子体声源充放电控制系统设计

舰船科学技术 2012年第7期34卷 92-95页

作者：张晓亮水声对抗技术重点实验室中国船舶工业集团公司船舶系统工程部北京100036

介绍一种水下等离子体声源充放电控制系统的设计方案,能为水下强声源干扰对抗控制提供一种解决途径,设计的充放电控制系统能实现对多个等离子体声源的充放电进行远程操控,并监控工作状态。控制系统设计上选取高精度器件,并采取了一系列... 详细信息

介绍一种水下等离子体声源充放电控制系统的设计方案,能为水下强声源干扰对抗控制提供一种解决途径,设计的充放电控制系统能实现对多个等离子体声源的充放电进行远程操控,并监控工作状态。控制系统设计上选取高精度器件,并采取了一系列防护措施,以适应复杂的工作条件,并满足微秒级高精度时序控制要求。

关键词：水声对抗控制系统充电控制触发控制等离子体声源

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组合式水下等离子体声源控制平台设计

组合式水下等离子体声源控制平台设计

作者：孙坤平哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

组合式水下等离子体声源作为一种多电极声源，与其他水下脉冲声源相比，它除了具有结构简单、使用安全、宽带可控、能量可调和激发准时等优点外，还可以通过组阵和时控聚焦等方式提高其脉冲声波的指向性和能量强度。作为一种新的水下高... 详细信息

组合式水下等离子体声源作为一种多电极声源，与其他水下脉冲声源相比，它除了具有结构简单、使用安全、宽带可控、能量可调和激发准时等优点外，还可以通过组阵和时控聚焦等方式提高其脉冲声波的指向性和能量强度。作为一种新的水下高压脉冲声源，组合式水下等离子体声源除了能够用于水声对抗中的强声干扰和压制外，还可以用于主动声纳探测和信道检测等水声领域。在此背景下本文自主设计和开发了一套组合式水下等离子体声源的智能控制平台，该平台可以对多个水下等离子体声源进行实时的远程控制和监测等操作。组合式水下等离子体声源控制平台由PC机显控软件和硬件控制机箱组成，它主要负责对多个水下等离子体声源进行充电电压控制、充电速度（电流）控制、放电方式控制和各种工作状态监测等操作。PC机显控软件包括各种工作参数设置单元、控制命令发送单元和状态回显单元;控制机箱采用智能集成芯片FPGA及其外围电路来实现各种控制信号的输出和反馈信号的采集等，同时电路中还加入了一些必要的保护隔离电路。根据设计要求，控制平台能够同时控制9个水下等离子体声源通道，每个通道的充电电压控制范围为0～25kV，充电速度（电流）控制范围为0～24mA，放电触发时序控制精度达到毫秒级。通过水池和湖上控制试验验证，该控制平台能够很好的实现对组合式水下等离子体声源的远程智能操作控制，PC机显控软件和硬件控制机箱工作稳定且性能可靠，基本达到设计预期的各项要求。

关键词：等离子体声源控制平台充电电压充电速度放电方式状态监测

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水下等离子体声源定向辐射技术

电子信息对抗技术 2017年第4期32卷 40-43页

作者：陈宏曾跃胜电子信息控制重点实验室成都610036

介绍了水下等离子体声源的产生机理和定向辐射方法,建立了基于ANSYS的旋转抛物反射面定向辐射装置仿真模型,采用拟合的冲击脉冲波形进行激励,进行了定向性能的分析和验证。结果表明,对于孔径280mm的抛物反射面,其定向增益可达14d B,定... 详细信息

介绍了水下等离子体声源的产生机理和定向辐射方法,建立了基于ANSYS的旋转抛物反射面定向辐射装置仿真模型,采用拟合的冲击脉冲波形进行激励,进行了定向性能的分析和验证。结果表明,对于孔径280mm的抛物反射面,其定向增益可达14d B,定向性能良好。

关键词：等离子体声源抛物反射面定向辐射

小型等离子体声源脉冲声信号特性及应用前景分析

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舰船电子工程 2021年第9期41卷 178-181页

作者：孙庆鹏张晓兵颜冰海军工程大学兵器工程学院武汉430033 中国人民解放军92213部队湛江524064

文章从时域特性、频域特性、时频特性等三个方面对某次实验实测的小型等离子体声源脉冲声信号进行了分析,得出该种声源在100Hz~1000Hz能量分布较强、峰值频率在200Hz附近的结论,并对利用该型等离子声源阵列对抗蛙人、对抗鱼雷、对抗水... 详细信息

文章从时域特性、频域特性、时频特性等三个方面对某次实验实测的小型等离子体声源脉冲声信号进行了分析,得出该种声源在100Hz~1000Hz能量分布较强、峰值频率在200Hz附近的结论,并对利用该型等离子声源阵列对抗蛙人、对抗鱼雷、对抗水雷等水下对抗领域进行了初步探讨。

关键词：等离子体声源快速傅里叶变换时频特性

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椭球面镜声波反射聚焦数值模拟研究

振动与冲击 2016年第2期35卷 201-206页

作者：张军陈鹏陈正武赵云曾新吾中国空气动力研究与发展中心气动噪声控制重点实验室四川绵阳621000 国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073

据Hamilton线性理论解,给出沿椭球面镜轴线的电弧放电等离子声源(AD-PSS)反射波计算结果,分析由镜面引起的相位变化对中心波、边缘波及尾波传播影响。在聚焦前区中心波压力为正,边缘波、尾波压力为负;聚焦后区则相反。在线性条件下,反... 详细信息

据Hamilton线性理论解,给出沿椭球面镜轴线的电弧放电等离子声源(AD-PSS)反射波计算结果,分析由镜面引起的相位变化对中心波、边缘波及尾波传播影响。在聚焦前区中心波压力为正,边缘波、尾波压力为负;聚焦后区则相反。在线性条件下,反射波压力峰值出现于椭球面镜几何焦点,越过焦点后反射波压力幅值迅速衰减。利用有限元软件COMSOL对椭球面镜声反射过程进行数值模拟,揭示反射波传播演化过程及声场分布规律。据KZK(Khokhlov Zabolotskava Kuznetsov)方程及等效声源法,分析非线性效应对声传播过程影响。研究表明,非线性效应将使椭球面镜实际焦点位置偏离几何焦点,即正压实际焦点出现在几何焦点后,负压实际焦点出现在几何焦点前;随非线性系数增加正压实际焦点后移,负压实际焦点前移。

关键词：等离子体声源反射声波椭球面镜

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水下强声波脉冲引发的空化气泡运动和声辐射

实验流体力学 2013年第5期27卷 1-6页

作者：张军曾新吾陈聃张振福国防科技大学光电科学与工程学院长沙410073 国防科技大学理学院长沙410073

通过建立由等离子体声源、PCB压力传感器和高速相机等构成的实验测量系统,研究了强声波脉冲引发的空化气泡运动和二次声辐射。通过实验,观察到了强声波脉冲特有的波形结构,空化气泡的成长、膨胀和坍缩过程以及气泡坍缩时辐射的声信号。... 详细信息

通过建立由等离子体声源、PCB压力传感器和高速相机等构成的实验测量系统,研究了强声波脉冲引发的空化气泡运动和二次声辐射。通过实验,观察到了强声波脉冲特有的波形结构,空化气泡的成长、膨胀和坍缩过程以及气泡坍缩时辐射的声信号。其次,利用Gilmore方程和Bernoulli方程,从理论上对空化气泡的运动和声辐射进行了数值模拟和分析。研究结果表明:(1)在强声波脉冲正压区的作用下,空化气泡将受到压缩并围绕"准平衡态半径"振荡;在强声波脉冲负压区的作用下,空化气泡将出现膨胀、坍缩和回弹的物理过程。(2)空化气泡坍缩时周期性辐射的声脉冲持续时间极短,具有"冲击波"的特点。

关键词：水下强声波脉冲等离子体声源空化气泡运动声辐射

一种基于冲激脉冲回波检测的主动目标定位技术

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舰船科学技术 2024年第10期46卷 120-125页

作者：余杰王平波周彬蔡志明海军工程大学电子工程学院湖北武汉430030 中国船舶集团有限公司第七一五研究所浙江杭州310012

水下等离子体声源为一种强度高、宽带可控的脉冲声源,其声源级高于传统换能器,常被用作干扰远程目标的软杀伤性武器。当其产生的冲击波无法对目标实施有效的毁伤和干扰等软杀伤打击时,本文研究利用脉冲回波检测来对目标进行主动定位,以... 详细信息

水下等离子体声源为一种强度高、宽带可控的脉冲声源,其声源级高于传统换能器,常被用作干扰远程目标的软杀伤性武器。当其产生的冲击波无法对目标实施有效的毁伤和干扰等软杀伤打击时,本文研究利用脉冲回波检测来对目标进行主动定位,以提升其运用效能。研究水下等离子体声源脉冲声波的有关特性,并对海底混响和海洋环境噪声与主动定位的关系进行相关仿真研究。建立以脉冲声波为主动声信号的目标主动定位处理模型,以舷侧11元阵和舷侧三子阵为接收水听器阵列,研究基于等离子体声源的主动目标定位技术,仿真验证了方法的有效性。

关键词：水声对抗等离子体声源目标定位