应用案例

【概述】

同济大学研究团队使用ATA-8202射频功率放大器，搭建超透镜实验系统。

实验名称：射频功率放大器在多通道超声贝塞尔涡旋声束空间复用超透镜实验中的应用

实验内容：基于空间复用原理的多通道超声超透镜，生成了四信道涡旋声束。

研究方向：声学超材料与超透镜；超声涡旋声束生成与操控；水下超声测量与通信

测试设备：信号发生器，ATA-8202射频功率放大器，超声换能器，水听器，示波器等。

实验过程：

图1：实验装置图

1.超透镜样品制备：依据空间复用编码算法计算各像素相位，生成柱高分布并通过3D打印制作超透镜（40mm×40mm有效区，外加10mm固定框架）。

2.实验平台搭建：将超透镜固定在换能器焦平面处，置于水槽中，保证超声平面波垂直入射。

3.激励信号产生：信号发生器产生2MHz、30周期正弦波（幅值316mVrms），经ATA-8202功率放大器放大27dB后驱动超声换能器（V395-SU）。

4.声场扫描测量：水听器（NH1000）以0.2mm步进在xoy和yoz平面扫描，时域信号由示波器采集（400MHz采样率，32次平均），重建二维强度和相位分布图。

5.多信道验证：分别对四信道（各信道拓扑荷+1）、高阶信道（拓扑荷+3和-1）及双信道配置进行测量验证。

实验结果：

图3：

图3：

1.四信道+1阶涡旋：实验测得各信道涡旋声束偏转角约12.8°，与设计值12°高度一致，方向误差小于1°；各信道相位图清晰显示+1拓扑荷的螺旋相位结构，模态纯度分别达81.61%、82.18%、85.14%、86.37%。

2.高阶涡旋验证：成功实现拓扑荷+3和-1的高阶涡旋声束，高阶涡旋束宽约为+1阶的2.5倍，与理论预测一致。

3.双信道增强：双信道配置下，声强约为四信道的3.8倍，信噪比（SNR>30dB）显著提升，通道纯度分别为80.36%和76.32%。

4.能效对比：相比传统相位叠加方案，空间复用方案主瓣能量占比更高（约60%~70%vs.47%~57%），信道解耦更清晰。

安泰放大器在此应用中的产品优势：

一、高功率与高增益输出能力——驱动换能器产生高强度超声波

二、宽频带与线性放大——匹配换能器工作频段

三、低失真与高输出稳定性——保障实验的激励一致性

【推荐产品】：ATA-8000系列射频功率放大器

图：ATA-8000系列射频功率放大器指标参数

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