一种水下激光声通信声源的设计方法

范东洋; 张明敏; 彭水

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.03.023

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一种水下激光声通信声源的设计方法

范东洋 , 张明敏 , 彭水

文章导航 > 激光技术 > 2013 > 37(3): 371-375

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一种水下激光声通信声源的设计方法

1.
海军工程大学电子工程学院, 武汉430033

作者简介: 范东洋(1988- ),男,硕士研究生,主要研究方向为水声信号处理技术与应用。.

通讯作者: 张明敏, zhangmm_hg@126.com ;

中图分类号: TB57

A source design method for underwater laser-acoustic communication

1.
Department of Electron Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan 430033, China

Corresponding author: ZHANG Ming-min, zhangmm_hg@126.com ;

CLC number: TB57

摘要: 单个激光声脉冲具有脉宽窄、频带宽的特点,不适于远距离水声通信。为了改善激光声通信声源的频谱特性,提高通信性能,采用对激光声进行调制的方法,建立了调制激光声码元的数学模型,基于该模型,提出一种调制激光声源的设计方法,该方法使调制激光声码元频谱的能量集中体现在调制特征的频率上,降低了信号的频谱宽度,更利于激光声信号在水声信道中远距离传播;推导了在热膨胀机制和光击穿机制下调制激光声码元的调制参量,利用实验获得的热膨胀和光击穿激光声脉冲,仿真了该方法下的调制激光声码元,并分析其频谱特征。结果表明,该声源调制方法是正确和有效的。
- 激光技术 /
- 激光声通信 /
- 调制声源 /
- 激光声码元
Abstract: A single laser-acoustic pulse is not available in long distance underwater acoustic communication due to its spike pulse and wide frequency spectrum.To improve the spectrum of the leaser acoustic signal,and improve its communication performance,the source was modulated.The mathematical model for modulated laser-acoustic code element was established,a source design method for underwater laser-acoustic communication was presented based on the model.The energy of the code element modulated by the method was concentrated at the frequency that represents the modulation,and the band of the signal was reduced,which made it transmit a further distance in underwater acoustic channel.The modulating parameters of code element induced by laser breakdown and thermoelastic mechanism were calculated.The code element modulated with the method was simulated based on laser signals collected in experiments,whose frequency spectrum proved the validity and the serviceability of the method.
- laser technique /
- laser-acoustic communication /
- modulated sound source /
- laser-acoustic code element

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一种水下激光声通信声源的设计方法

通讯作者: 张明敏, zhangmm_hg@126.com;

作者简介: 范东洋(1988- ),男,硕士研究生,主要研究方向为水声信号处理技术与应用。

1. 海军工程大学电子工程学院, 武汉430033

收稿日期: 2012-08-13
录用日期: 2012-09-11
网络出版日期: 2013-05-25

关键词:

摘要: 单个激光声脉冲具有脉宽窄、频带宽的特点,不适于远距离水声通信。为了改善激光声通信声源的频谱特性,提高通信性能,采用对激光声进行调制的方法,建立了调制激光声码元的数学模型,基于该模型,提出一种调制激光声源的设计方法,该方法使调制激光声码元频谱的能量集中体现在调制特征的频率上,降低了信号的频谱宽度,更利于激光声信号在水声信道中远距离传播;推导了在热膨胀机制和光击穿机制下调制激光声码元的调制参量,利用实验获得的热膨胀和光击穿激光声脉冲,仿真了该方法下的调制激光声码元,并分析其频谱特征。结果表明,该声源调制方法是正确和有效的。