MODULATION CHARACTERISTICS FOR PARAMETRIC RECEIVING ARRAYS

Résumé
Lors d'études expérimentales de réseaux paramétriques de réception on a utilisé un traitement du signal par démodulation de phase et d'amplitude. Les expressions théoriques des composantes de bande latérale aux fréquences somme et différence ont été obtenues à partir de l'équation d'onde du second ordre, due à Westervelt. Ces composantes ont été additionnées à la porteuse puis exprimées comme composantes de modulation de celle-ci. Pour les expériences on a utilisé un réseau paramétrique de 15 m, fonctionnant à 90 kHz, avec des fréquences de signal de 3 à 6 kHz. Les signaux d'entrée de l'hydrophone ont été filtrés au moyen d'un filtre de bande et écrêtés pour s'assurer de la suppression de toute modulation d'amplitude, et la modulation de phase du signal a été mesurée à l'aide d'un détecteur de phase. Les diagrammes de rayonnements mesurés à la sortie du détecteur de phase restent inchangés lors du désalignement de la pompe ou de l'hydrophone dans le réseau, par contre les composantes de modulation d'amplitude sont considérablement modifiées. Ce résultat offre un bon accord avec les calculs théoriques. La théorie et l'expérience montrent clairement que la modulation d'un son de fréquence élevée par une onde sonore de basse fréquence est essentiellement une modulation de phase.

Abstract
Experiments have been conducted on the parametric receiving array using amplitude and phase demodulators for signal processing. Theoretical expressions were derived by finding the sum and difference frequency sideband components using the second-order wave equation originated by Westervelt. The sum and difference frequency components were added to the carrier and then expressed in terms of modulation components of the carrier. Experiments were conducted using a 15 m parametric receiving array operating at 90 kHz. Signal frequencies in the renge from 3 to 6 kHz were used. The hydrophone input signals were bandpass filtrered and then clipped to ensure that no amplitude modulation was left on the signal. A phase detector was used to observe the phase modulation of the signal. Beam patterns measured at the phase detector output were unchanged when either the pump or the hydrophone in the array was misaligned. On the other hand, the amplitude modulation components changed dramatically when the pump or the hydrophone was misaligned. This result agreed well with the theoretical expressions. The theory and the experiment clearly demonstrate that the modulation of a high frequency sound wave by a low frequency sound wave is primarily a phase modulation.