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仿生高指向性主动声发射机理研究

企业名称: 匿名

有效期至: 2019-07-31

预算(万元): 20

所属领域: 海洋防务

仿生高指向性主动声发射机理研究
makereewphy | 168次阅读

仿生高指向性主动声发射机理研究

 

技术需求及预期目标:

具有高指向性的声学传感器能够提高水声传感的角分辨率和信噪比,从而提高声纳装备的定位精度和探测距离。传统的声学换能器在原理上受制于波长—长度限制,为了实现高指向性,往往需要通过增大换能器或基阵孔径的尺寸,这使得声纳技术呈现出大功率、大基阵的发展趋势,导致声纳装备的体积往往较大,难以在小型无人系统(UUV、AUV等)上发挥水声探测和目标识别的作用,无法适应未来水下作战无人化的发展需求,以及水下作战平台对隐蔽性的作战需求。因此,十分有必要寻找新型水声传感技术以满足无人潜航器对声纳小型化、高指向性、低功耗、高精度的需求。

水下生物如海豚、江豚等拥有强大的水下声纳,具有体积小、精度高、频带宽、目标识别和抗干扰能力强等优势。通过深入研究生物声纳的声波发射、接收、目标识别等机理,建立仿生主动声发射系统设计方法,实现宽带高指向性定向声波束的发射与接收,在减小体积和功耗的同时提高主动声纳的指向性、工作带宽、探测精度和目标识别能力,对于声纳技术创新具有重要价值,在国防领域有着广阔的应用前景。

本课题针对水下探测难题,拟通过引入仿生设计理念和方法,深入分析生物头部结构声学特性,研究生物声纳的声波发射、接收、目标识别等机理,阐明生物声纳的高指向性声发射机理,并利用超材料等声人工结构模拟生物头部主要声学结构,设计并研制仿生主动声发射原理样机,在小尺度内实现宽带、高指向性声波束的定向发射。

技术指标:

(1)仿生高指向性原理样机的设计工作频率为10kHz-50kHz;

(2)3分贝角≯ 20°;

(3)有效发射距离不小于发射换能器无仿生结构时的3倍;

(4)主体尺度不超过150mm。

预期成果:

(1)仿生高指向性主动声发射原理样机设计方案;

(2)仿真试验报告;

(3)研究报告;

(4)发表高水平学术论文不少于2篇(SCI、EI收录)。

进度要求:2年

预计经费:20万

技术对接联系人:赵爱国

办公电话:027-88730719-23307