[發(fā)明專利]兆赫級(jí)寬波束大功率收發(fā)一體聲陣

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710188627.8
• 申請(qǐng)日: 2017-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN107015217B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程廣利;杜奎;盧建斌;于瑩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍海軍工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/521
• 分類號(hào): G01S7/521;G01S7/534
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

本發(fā)明提供了一種兆赫級(jí)寬波束大功率收發(fā)一體聲陣，其特征在于：包括發(fā)射陣、接收陣、信號(hào)傳輸線路，以及封裝體，發(fā)射陣接收來(lái)自信號(hào)傳輸線路的聲波信號(hào)并向水中目標(biāo)發(fā)射兆赫級(jí)、寬波束、大功率的甚高頻聲波信號(hào)，接收陣用于接收水中目標(biāo)的反射回波并將反射回波信號(hào)發(fā)送至信號(hào)傳輸線路；多個(gè)發(fā)射換能器片組成一個(gè)發(fā)射組，多個(gè)相同的發(fā)射組并排間隔分布構(gòu)成發(fā)射陣；接收陣由多個(gè)單個(gè)接收換能器片組成，接收換能器片個(gè)數(shù)與組成一個(gè)發(fā)射組的發(fā)射換能器片個(gè)數(shù)一致；每個(gè)發(fā)射換能器片之間以及每個(gè)發(fā)射組之間的信號(hào)采用并聯(lián)方式連接；單個(gè)接收換能器片之間信號(hào)采用并聯(lián)方式連接。本發(fā)明專利功能復(fù)合，結(jié)構(gòu)緊湊，可發(fā)射兆赫級(jí)聲波，并能接收水中目標(biāo)的反射回波。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利屬于換能器領(lǐng)域，具體涉及一種兆赫級(jí)寬波束大功率收發(fā)一體聲陣。

背景技術(shù)

水中目標(biāo)在兆赫級(jí)頻段下的回波特性在目標(biāo)成像、水聲模擬測(cè)量等研究領(lǐng)域應(yīng)用較廣。目前研制的兆赫級(jí)聲陣，存在以下幾個(gè)方面的明顯不足。一是兆赫級(jí)聲波頻率非常高，發(fā)射陣波束非常窄，且此時(shí)聲波在水中的傳播損失大，導(dǎo)致傳播距離近，因此難以通過(guò)增大聲陣與目標(biāo)之間的距離，實(shí)現(xiàn)增大聲波照射面的目的，使得發(fā)射的聲波不能全部覆蓋具有一定體積的水中目標(biāo)，繼而影響其回波特性的測(cè)量與分析；二是水聲發(fā)射換能器的發(fā)射功率與其輻射面大小有關(guān)，為了增強(qiáng)回波信號(hào)，必須增大輻射面，但這又會(huì)導(dǎo)致發(fā)射陣指向性增強(qiáng)，使得發(fā)射波束更窄，從而聲波難以全面覆蓋目標(biāo)表面。因此，當(dāng)前研制的兆赫級(jí)聲陣難以同時(shí)滿足發(fā)射頻率、波束寬度以及輻射功率三個(gè)指標(biāo)參數(shù)的要求，繼而不能滿足水中目標(biāo)甚高頻回波特性測(cè)量需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明專利提供了一種兆赫級(jí)寬波束大功率收發(fā)一體聲陣，其功能復(fù)合，結(jié)構(gòu)緊湊，可發(fā)射兆赫級(jí)聲波，并能接收水中目標(biāo)的反射回波。

本發(fā)明提供了一種兆赫級(jí)寬波束大功率收發(fā)一體聲陣，其特征在于：包括發(fā)射陣、接收陣、信號(hào)傳輸線路，以及封裝體，發(fā)射陣接收來(lái)自信號(hào)傳輸線路的聲波信號(hào)并向水中目標(biāo)發(fā)射兆赫級(jí)、寬波束、大功率的甚高頻聲波信號(hào)，接收陣用于接收水中目標(biāo)的反射回波并將反射回波信號(hào)發(fā)送至信號(hào)傳輸線路；多個(gè)發(fā)射換能器片組成一個(gè)發(fā)射組，多個(gè)相同的發(fā)射組并排間隔分布構(gòu)成發(fā)射陣；接收陣由多個(gè)單個(gè)接收換能器片組成，接收換能器片個(gè)數(shù)與組成一個(gè)發(fā)射組的發(fā)射換能器片個(gè)數(shù)一致；每個(gè)發(fā)射換能器片之間以及每個(gè)發(fā)射組之間的信號(hào)采用并聯(lián)方式連接；單個(gè)接收換能器片之間信號(hào)采用并聯(lián)方式連接。

所述一個(gè)發(fā)射組中多個(gè)發(fā)射換能器片并排分布，包括若干個(gè)第一發(fā)射換能器片、若干個(gè)第二發(fā)射換能器片和若干個(gè)第三發(fā)射換能器片；第一發(fā)射換能器片水平布放，第二發(fā)射換能器片和第三發(fā)射換能器片分別對(duì)稱設(shè)置于第一發(fā)射換能器片兩側(cè)且與水平成一定的夾角布放。

所述多個(gè)單個(gè)接收換能器片并排水平連接布放。

所述發(fā)射陣和接收陣布放在同一個(gè)平面，多個(gè)發(fā)射組和接收陣除其陣元輻射面外分別用有機(jī)玻璃塑封，分別形成多個(gè)陣封裝體。

所述接收陣布置在多個(gè)發(fā)射組中間部位。

所述發(fā)射陣輻射波束寬，水平扇面寬度為5-7度，垂直扇面寬度為2-3度，聲波覆蓋范圍廣可覆蓋距離大于7m，水平寬度 0.5-1.5m，縱向高度為0.2-0.4m的水中目標(biāo)，且可清晰獲得該目標(biāo)的回波。