宽带高灵敏水声换能器的研究

摘要

为了提升声纳系统的探测性能,该文从扩展水声换能器带宽和提高灵敏度两方面出发,研制了一种“金字塔”结构的宽带高灵敏水声换能器,并选择单金属板空气柱型压电材料作为宽带高灵敏换能器的有源材料。对敏感元件进行机电等效分析和有限元仿真,获得压电材料尺寸的优选范围。根据多模耦合理论设计了“金字塔”型的换能器敏感元件结构。通过建立换能器的制作工艺流程,研制出宽带高灵敏换能器样机。测试结果表明,发送电压响应最高为182.9 dB,发射带宽为170 kHz,接收灵敏度最高达到-173.7 dB,接收带宽为110 kHz,-6 dB波束开角为8.1°。