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海洋换能器的结构技术创新

海洋换能器改善波束特性的技术创新

现代声纳一般使用各种基阵列实现必要的波束特性,但在换能器的安装开口受到限制、对波束特性有特别要求的情况下,需要采取技术措施改善换能器的波束特性,主要技术路径是挡板应用、利用偶极子及多极子的模态叠加技术等。

利用挡板改善换能器的光束特性;

在早期声纳系统中,一般使用独立的换能器进行工作,在指向性不满足要求的情况下,利用挡板的反射作用控制发送波束,主要通过平面挡板、圆筒挡板、锥形挡板进行圆筒换能器等指向性的改变,适当满足单向发射波束控制的需求。

有案例将3kHziv型弯曲换能器布置于抛物面反射挡板的焦点附近,使其自身的无指向性iv型弯曲换能器实现单向放射特性,实验得到了83开角的单向束,得到了前后响应差21dB

模式组合定向换能器。

各种结构的海洋换能器分别具有不同的多次振动模式,谐振型换能器一般基于基本频率振动模式进行动作,不同的振动模式对应于其有效的激励方式,因此通过激励方式的组合实现多振动模式的重叠驱动, 能够通过实现改变放射波束特性的目的的组合来改变换能器的波束特性,其主要模式是单极子模式、双极子模式、四极子模式等,在本节中,结合具体的文献成果,结合不同结构的换能器激励多模动作一般采用分区激励方式,例如压电陶瓷圆管和球壳多采用分割电极法。