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声呐系统中宽带大功率发射机的设计与实现

王士龙  
【摘要】: 声呐发射机是主动声呐设备中的重要组成部分,不同的系统对发射机有不同的要求。论文主要设计、实现大功率声呐发射机和宽带声呐发射机及其匹配电路。 大功率高频水声发射机由于复杂的高频寄生效应,实现起来较为困难。文中讨论了功率MOSFET和其驱动电路的特点、设计要求和选取原则,并讨论了变压器的设计方法和功放管的散热等问题。由此设计、实现了工作频率为385kHz的大功率(1437W)声呐发射机。 在宽带声呐发射机的工作频带上,发射换能器的阻抗随频率变化的范围较大,对发射机的效率和性能有很大影响,因此需进行宽带阻抗匹配。但由于阻抗随频率变换的特性很难用解析式表达,使匹配网络的设计和实现都十分困难。本文讨论了实频数据法及其改进算法,并给出了匹配网络设计方法及具体设计步骤。通过matlab软件编写了算法程序,并利用multisim软件对程序进行了验证。然后通过算法程序得到了匹配电路的结构,求出了元器件参数。 经过实验调试,所设计的大功率声呐的发射机和宽带声呐发射机及其匹配电路均达到了设计指标要求,符合系统设计要求。


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