[发明专利]基于内嵌信号调节板阵列舷侧阵宽频信号增强及吸声方法

权利要求书

1.基于内嵌信号调节板阵列舷侧阵宽频信号增强及吸声方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)建立内嵌信号调节板阵列的舷侧阵声呐基阵结构模型，包括从内到外依次为空气层(1)、艇板(2)、去耦覆盖层(3)、周期信号调节板阵列(4)、水听器阵列(5)及透声覆盖层(6)；其中，艇板(2)上下表面分别与去耦覆盖层(3)和艇内空气层(1)接触，去耦覆盖层(3)胶接在艇板(2)表面，去耦覆盖层(3)上表面粘贴有透声覆盖层(6)，两层覆盖层之间粘贴有周期性分布的信号调节板阵列(4)，水听器线阵(5)内嵌于透声覆盖层(6)内、信号调节板阵列(4)附近；

获取声激励的振幅、频率及入射角参数，确立入射声压在x-z平面的空间分布；获取舷侧阵声呐基阵结构模型的复合结构的几何材料参数，并得到对应复纵波波速、复剪切波速、弯曲刚度和吻合频率；

(2)求解该复合结构在平面声波激励下的各层位移与应力振幅系数向量

运用各层之间应力平衡与位移连续性，并根据周期性结构的简谐波展开法及各简谐波的正交性，得到平面声压入射下的复合结构耦合方程的矩阵形式；利用矩阵求逆求解，可得各层位移与应力的振幅系数向量；

(3)计算水听器各单元处的信号增益及结构表面吸声系数

计算水听器各单元处的法向应力分布，从而可得水听器各单元信号增益；计算结构表面的总声压和法向质点振速，可得结构表面入射声能及吸收声能，从而可得结构表面吸声系数；

(4)确定水听器单元最佳布放位置

绘制信号增益关于空间坐标的高度图，确定最大信号增益的空间坐标，即对应水听器单元的最佳布放位置。

2.根据权利要求1所述的基于内嵌信号调节板阵列舷侧阵宽频信号增强及吸声方法，其特征在于，所述步骤(1)中，结构模型从内到外依次为空气层、艇板、去耦覆盖层、周期信号调节板阵列、水听器阵列及透声覆盖层；

选取坐标x轴为去耦覆盖层与透声覆盖层分界线，由于信号调节板采用薄板结构，其厚度影响在较低频范围可忽略，选取坐标原点在第0个信号调节板的左端点与去耦覆盖层的交点，故第0个信号调节板左右两边分别有N个信号调节板。

3.根据权利要求1所述的基于内嵌信号调节板阵列舷侧阵宽频信号增强及吸声方法，其特征在于，所述步骤(1)中，根据水中入射平面波声激励的振幅P_i、频率f、传播声速c_o、入射角度θ_i，可确立入射声压在x-z平面的空间分布其中，j为虚数单位；k_o＝2πf/c_o。

4.根据权利要求1所述的基于内嵌信号调节板阵列舷侧阵宽频信号增强及吸声方法，其特征在于，所述步骤(1)中，确立复合结构的去耦覆盖层、透声覆盖层的几何材料参数，包括密度ρ、厚度h、纵波波速c_d0、剪切波速c_s0及对应的纵波损耗因子η_d和剪切波损耗因子η_s，则对应复纵波波速为复剪切波速为其中，j为虚数单位；

确定复合结构的艇板、信号调节板的几何材料参数包括密度ρ、杨氏模量E、泊松比υ及厚度h；则弯曲刚度为D＝Eh³/12(1-υ²)，吻合频率为c_o为水中传播声速；设信号调节板长度为L，两两间距为d，则空间周期为l＝L+d，信号调节板单元个数为2N+1。