小型图像声呐发射换能器优化设计

来源：振动与冲击杂志2024年第21期北京时间：

作者：陆炜文,，周博文，童晖,，张彬

单位：1.中国科学院声学研究所东海研究站，上海201815;2.中国科学院大学,北京100049;3.哈尔滨工程大学水声工程学院，哈尔滨150001

摘要：在复杂水下环境中，图像声呐因其高分辨率、高效率的探测优势，在水下目标识别时发挥着重要作用。多波束图像声呐的发射换能器多采用弧形阵，其具有大波束开角，但存在指向性边缘起伏较大的问题，影响信号强度均匀性。此外，图像声呐发射换能器通常用匹配层技术拓宽工作带宽，以获取更多信息，同时，匹配层的阻抗介于激励源和介质之间，更有利于声能的辐射。本文设计了一款弧形发射换能器，通过对阵列加权的方式来控制波束，减小指向性起伏，并添加了一层匹配层，用以拓展带宽。实际测试结果表明，换能器在130°水平开角内的指向性起伏从3dB降低至1.5dB，中心频率为402kHz，带宽拓宽至217.3kHz，优化效果显著。<br>

关键词：1-3压电复合材料；指向性；换能器；弧形阵