Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Akustisk signaturanpassning med återkopplade piezoelektriska skikt.

Akustisk signaturanpassning med återkopplade piezoelektriska skikt. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Hamberg Johan, Malmgren Anders
Ort: Stockholm
Sidor: 74
Utgivningsår: 1999
Publiceringsdatum: 1999-06-08
Rapportnummer: (FOA-R--98-00962-615)
Nyckelord Signaturanpassning, smygteknik, piezoelektrisitet, återkoppling, stelth technology, signature reduction, low observables, piezo-electricity, feedback
Sammanfattning I denna rapport studeras möjligheterna att med hjälp av återkopplade plezoelektriska skikt styra de akustiska egenskaperna hos en yta. Studien visar att det är principiellt möjligt att åstadkomma önskade egenskaper (exempelvis reflektionsfrihet, artificiell transparens eller samtidig sändning och mottagning av information) med ett enda piezoelektriskt skikt. Detta skikt fungerar därvid samtidigt som sensor och aktuator. Studien visar att detta även praktiskt skulle fungera väl om materialet har tillräckligt hög elektromekanisk kopplingsfaktor. Med de värden på elektromekaniska kopplingsfaktorer, som är aktuella för tillgängliga material, är emellertid ovanstående konstruktion med bara ett skikt ej praktiskt genomförbar. Därför studeras också möjligheten att använda flera skikt av piezoelektriskt material. Det visar sig att två skikt kan kopplas samman så att beteendet hos ett enda skikt med hög kopplingsfaktor erhålles. Endast för problemet att åstadkomma reflektionsfrihet görs en explicit konstruktion av en realistisk regulator. Krav på robust stabilitet samt på begränsade elektriska spänningar medför att låg reflektion ej kan erhållas för höga respektive låga frekvenser. Det är dock möjligt att få låg reflektion i ett stort frekvensintervall. Det visas att både fasmarginalen och amplitudmarginalen med denna återkoppling är oändliga.
Abstract In this report, the possibilities of using feedback of piezo-electric layers for controlling the acoustic properties of a surface are investigated. The investigation shows that in principle it is possible to achieve desired properties (e.g. no reflection, artificial transparency, or simultaneous transmission and reception of information) using a single piezo-electric layer. This layer then operates both as a sensor and as an actuator. The study shows that this will work well, also in practice, if the material has a electro-mechanic coupling factor that is large enough. However, for the values of electro-mechanic coupling factors of available materials, the above construction is not suitable for practical purposes. Therefore, the possibility of using multiple layers is investigated also. It turns out that a two layer construction can achieve the properties of a single layer with large electro-mechanic coupling factor. For the specific problem of achieving no reflection, an explicit construction of a realistic controller is performed. Requirements of robust stability and limited voltage amplitudes, imply that low reflection cannot be achieved at low and high frequencies. However, for a large frequency interval it is possible to obtain low reflection. It is shown that both the gain and phase margins are infinite with this controller.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182