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海洋換能器的結構技術創新

海洋換能器改善波束特性的技術創新

現代聲納一般使用各種基陣列實現必要的波束特性,但在換能器的安裝開口受到限制、對波束特性有特別要求的情況下,需要采取技術措施改善換能器的波束特性,主要技術路徑是擋板應用、利用偶極子及多極子的模態疊加技術等。

利用擋板改善換能器的光束特性;

在早期聲納系統中,一般使用獨立的換能器進行工作,在指向性不滿足要求的情況下,利用擋板的反射作用控制發送波束,主要通過平面擋板、圓筒擋板、錐形擋板進行圓筒換能器等指向性的改變,適當滿足單向發射波束控制的需求。

有案例將3kHziv型彎曲換能器布置于拋物面反射擋板的焦點附近,使其自身的無指向性iv型彎曲換能器實現單向放射特性,實驗得到了83開角的單向束,得到了前后響應差21dB。

模式組合定向換能器。

各種結構的海洋換能器分別具有不同的多次振動模式,諧振型換能器一般基于基本頻率振動模式進行動作,不同的振動模式對應于其有效的激勵方式,因此通過激勵方式的組合實現多振動模式的重疊驅動, 能夠通過實現改變放射波束特性的目的的組合來改變換能器的波束特性,其主要模式是單極子模式、雙極子模式、四極子模式等,在本節中,結合具體的文獻成果,結合不同結構的換能器激勵多模動作一般采用分區激勵方式,例如壓電陶瓷圓管和球殼多采用分割電極法。

 


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