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次声波的物理特性决定了次声波能够在介质中实现远距离的传播，同时其发散特性也使得次声波传播以辐射形式进行。声学参量阵是基于声学非线性效应的、可在远场形成差频声波的发射装置。采用声学参量阵发出的声波具有指向性高、穿透能力强等优点，因此成为首选的声波定向装置。本文以次声波为研究对象，探讨了次声波的相关理论与关键应用技术，主要包括次声波的生成和定向，次声波在大气传播过程中的衰减规律和大功率次声波信号发生装置的设计，并通过相关的仿真和物理实验验证了设计的合理性。本文的主要研究内容包括以下几个方面: (1)次声波的定向:结合莱特希尔(Lighthill)方程、韦斯特维尔特（Westervelt）方程和柏格泰（H.O.Berktay）远场解等专题理论知识，系统阐述了声学参量阵的工作原理。应用声学参量阵采用两路超声波通过叠加，实现以超声波载波调制生成次声波。该方法可有效抑制旁瓣，使次声波主要集中在主轴方向，解决了次声波的定向传播问题。 (2)次声波在大气传播过程中的衰减规律:根据温度、密度和压强的不同剖面建立非均匀介质的大气模型。采用WKB近似方法求解出非均匀介质下的Helmholtz方程。通过该方法分析出次声波声场的分布，解决了次声波在对流层大气中衰减量的计算。 (3)大功率次声波发生装置的设计:采用变频调速控制器加旋转电机的方案产生可调高功率次声波。详细介绍了矢量控制原理和空间电压矢量调制技术(SVPWM)，并结合同步电机采用矢量控制实现了频率可调;同时设计了调速系统的硬件与软件，采用TMS320F2806为核心处理器，快速、准确地实现了SVPWM控制算法。并通过实验验证了系统方案设计的有效性和可行性。最后采用Modbus协议的RTU的通讯格式实现了控制器的通讯系统，实现了控制器的远程通讯功能。