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水下声能量收集技术就是利用压电换能器的压电效应，将水下的声波能量转换为电能，或通过主动发射声波的方式实现水下能量传输，为微功耗器件供电的技术。本文针对水下声能量收集的关键技术开展研究，具有重要的理论和应用价值。本论文主要工作如下。 本文首先应用梅森等效电路对发射换能器进行分析，对其进行输入输出匹配。考察匹配层厚度和特性阻抗对输出功率的影响，分别使用串联电感、并联电感、L型电感和变压器电路进行输入匹配，以获得最大的输出功率。 然后本文应用梅森等效电路对声能量收集系统进行分析，将系统性能分解为接收换能器表面的吸声性能和换能器的声能-电能转换性能，进行输入输出匹配。通过采用1/4波长厚度的匹配层，实现声阻抗匹配，以获得最大吸声系数。通过优化负载电阻，在接收换能器与负载之间并联电感，起到调谐和变阻的作用，使负载获得最大电功率。最终，在共振频率附近本文还给出了一种简化计算最佳负载和匹配电路的方法，其仿真结果与严格解结果在中心频率处基本相同。 本文还应用有限元方法(ANSYS软件)建立了水下能量收集系统的有限元模型。利用有限元模型计算优化前后能量收集系统的转换效率，考察负载、并联电感和匹配层特性阻抗改变时对能量转换效率的影响，并且与理论计算得出的值进行对照，结果吻合较好。 最后，本文还制作了环氧树脂掺杂不同氧化铝粉含量的匹配层样品，分别测量其特性阻抗（密度、声速）。按照理论得到的优化流程进行测试，包括改变负载、并联阻抗和匹配层特性阻抗，计算能量转换效率，得到结果与理论结果基本相符。