一种低旁瓣水声换能器的设计与分析

来源：振动与冲击杂志2025年第1期北京时间：

作者：张彬，童晖tonghui7,，周博文，杨道军，黄帆

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

摘要：低旁瓣宽带换能器可提高声呐系统的探测精度和抗干扰能力。本文综合采用1-3型压电复合材料压电相非均匀分布技术、匹配层多模耦合技术，设计了一款低旁瓣、宽带高频水声换能器。建立了其理论计算模型与仿真模型，结合数值计算、有限元仿真分析了频率与压电相体积百分比的变化规律、旁瓣级与圆环半径的变化规律。优选设计参数，完成制备并测量该款换能器，实测结果与仿真基本一致，试验验证了该设计思路可实现低旁瓣宽带换能器。换能器实测旁瓣级-23.9dB，较常规活塞阵最大旁瓣级降低6.3dB，中心频率300kHz,发射电压响应带宽(-3dB)达150kHz。<br>

关键词：低旁瓣；宽带；非均匀分布；1-3型压电复合材料；换能器