创新应用：ATA-4000系列高压功率放大器赋能声光传感水下目标定位

在海洋探测中，声波是目前已知的唯一能在水下远距离传播的能量形式，在水下定位和通信中有着广泛应用。利用水声进行海洋探测时，主要依靠压电效应进行“电—压—声”的能量转换进行发射，以声波的形式在海洋中进行探测，然后以压电效应进行“声—压—电”的能量转换，最终对接收到的电信号进行处理分析。与压电换能器相比，激光成阵相对容易，激光束所占用空间比较小，且不存在随声波频率而变化的换能器尺寸变化问题，这也源自激光对声波的高响应带宽优势。换言之，激光阵列可实现于一个相对小的孔径，再结合激光对声波相位的高分辨捕获能力，一个小孔径激光阵列可替代传统大孔径的压电换能器阵列，实现水下目标细节运动的跟踪。

安泰电子ATA-4000系列高压功率放大器，可以提供最大3MHZ，310Vpp交流电压，可驱动水声换能器构建实验环境，再调节频率观察不同频率下的实验现象。

实验名称：基于声光传感原理的水下目标定位跟踪方法及实验研究

实验原理：

多个水声换能器在空间中排列成一定的形状，在被动或主动模式下接收水下声场的辐射能。由于声波到达不同水声换能器子阵列的时间和角度不同，接收到的水声信号信息不同。通过对水声信号进行处理，可得到时延、波达方向等信息，进而估计出相应的空间位置坐标、运动轨迹、运动速度、运动趋势、目标个数等。

实验框图：

实验实拍图：

实验过程：

信号发生器发射5个脉冲激励信号，工作频率设置为500kHz，信号发生器激励的峰峰值为1V，通过ATA-4051C功率放大器完成对于信号的放大，功率放大器倍数为100倍，激励水声换能器工作。当激光束穿过由水声换能器产生的声场时，发生Raman-Nath衍射，光电探测器在此情况下接收0级光及其一侧的衍射光。光电探测器与数据采集仪相连。水缸底部布满消声尖劈，以消除反射声波的影响。衍射光振幅与入射角度有关，当入射光和声场垂直时，衍射光强最大。利用换能器夹持装置调整换能器俯仰角度，可使声场与光束相互垂直，提高衍射效率。

应用方向：军事领域、海洋科学研究

应用场景：水下目标的追踪与定位、海洋探测、水下考古、水下工程、水下救援、水下军事、水下通信与导航

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图：ATA-4000系列高压功率放大器指标参数

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审核编辑 黄宇