引言聲學參量陣(parametricacousticarray)是利用介質的非線性特性，使用兩
個沿同一方向傳播的高頻初始波在遠場中獲得差頻、和頻及倍頻等的聲發射裝
置。根據介質中聲吸收原理，吸收與訊號頻率的平方成正比，在聲波的傳播過
程中，和頻及倍頻等頻率較高的訊號衰減很快，經過一段距離後，僅剩下頻率
較低的差頻訊號。與常規換能器相比，首先，該差頻訊號具有更好的指向性；
其次，該差頻訊號幾乎沒有旁瓣，避免了在淺海沉底或沉積物探測過程中由於
邊界不均勻所帶來的干擾和訊號處理的複雜性；第三，差頻訊號具有大於
10khz 的頻寬，空間解析度高，抗混響，並能獲得較高的訊號處理增益等。
基於上述優點，參量陣在水下探測、水下通訊等領域具有廣泛的應用前
景。例如，在國外，德國 inn0-mar 公司生產的 ses-96 和 ses-2000 系列參
量陣測深／淺底層剖面儀，目前廣泛應用於淺海水下探測，其中 ses-96 低頻
的束角為±1．8°，穿透深度最大達 50m；在國內，中國科學院東海研究站研製
成功的參量陣「堤防隱患監測聲納」，可以對江河湖底和海底沉積層進行探測識
別或對堤防損毀程度進行探測評估。另外，美國技術公司開發的參量揚聲器專
利產品——極超音速揚聲器系統(hypersonicsoundsystem，hss)，實現了聲音
在空氣中的定向傳播。
但是，目前參量陣技術並不成熟，沒有形成統一的國際標準或行業規範。
本文旨在對聲參量陣在空氣中的應用做一些初步的探索和研究，為聲參量陣技
術應用於水聲探測做準備。
1 聲參量陣理論及換能器陣設計
1．1 聲參量陣理論
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