[發明專利]半空間輻射高頻寬帶換能器

有效

• 申請號: 202010929603.5
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112153543B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 趙慧;卞加聰;沈明杰;王艷
• 申請（專利權）人: 上海船舶電子設備研究所（中國船舶重工集團公司第七二六研究所）
• 主分類號: H04R17/00
• 分類號: H04R17/00;H04R1/44
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種半空間輻射高頻寬帶換能器，包括壓電陶瓷球殼(1)、反聲障板(3)和調諧電路(6)；所述反聲障板(3)包覆壓電陶瓷球殼(1)底部，反聲障板(3)包覆壓電陶瓷球殼(1)底部的角度小于180度；所述反聲障板(3)設置有反射面(12)，反射面(12)的延長線與壓電陶瓷球殼(1)球心的距離d為工作頻率波長λ的0.25倍。根據本發明提供的半空間輻射高頻寬帶換能器能夠發出指向性角度約為180度的出射聲波，滿足半空間輻射的要求；同時能夠消除指向性波束中間的明顯凹谷，提升指向性能；還能夠拓寬工作頻帶，滿足寬帶輻射的要求。

技術領域

本發明涉及水聲工程技術領域，具體地，涉及半空間輻射高頻寬帶換能器。

背景技術

指向性是水聲換能器和水聲換能器基陣的重要性能指標。探測和預警用途的水聲換能器要求各角度響應起伏不能太大，不能出現死角，這就要求水聲換能器和水聲換能器基陣的具備較寬的指向性。

傳統的球形換能器是無指向性的，反聲障板會使球形換能器具備指向性，但反聲障板可能對球形換能器的指向性產生不利影響，反聲障板會使球形換能器的指向性波束中間產生明顯的凹谷，凹谷會使得球形換能器的指向性惡化，從而限制球形換能器的使用。

此外，采用傳統的包覆反聲障板的水聲換能器，指向性角度只有120度或更小，其較小的指向性角度無法滿足半空間輻射的要求，并且工作帶寬也較窄，無法滿足寬帶輻射的要求。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種半空間輻射高頻寬帶換能器。

根據本發明提供的半空間輻射高頻寬帶換能器，包括壓電陶瓷球殼和反聲障板；

反聲障板包覆壓電陶瓷球殼底部，反聲障板包覆壓電陶瓷球殼底部的角度小于180度；

反聲障板設置有反射面，反射面的延長線與壓電陶瓷球殼球心的距離d為工作頻率波長λ的0.25倍。

優選地，還包括調諧電路，調諧電路與壓電陶瓷球殼通過導線連接。

優選地，壓電陶瓷球殼是一體成型的壓電陶瓷整球。

優選地，還包括定位塊；

壓電陶瓷球殼底部設置有貫通球面的第一圓形定位孔；

反聲障板設置有貫通包覆面和底面的第二圓形定位孔，第二圓形定位孔設置在反聲障板的中心處；

第一圓形定位孔和第二圓形定位孔同心且尺寸相同；

定位塊的圓柱形頂部尺寸與第一圓形定位孔和第二圓形定位孔尺寸一致，定位塊的圓柱形頂部穿過第二定位孔和第一定位孔與反聲障板和壓電陶瓷球殼緊固連接，定位塊的圓柱形頂部進入壓電陶瓷球殼；

定位塊設置有導線孔，調諧電路與壓電陶瓷球殼通過穿過導線孔的導線連接。

優選地，還包括金屬殼和端蓋；

金屬殼頂面與反聲障板底面連接；

金屬殼頂部設置有安裝孔，定位塊底部與安裝孔連接；

端蓋設置在金屬殼底部，與金屬殼連接形成容置空間，調諧電路設置在容置空間內。

優選地，還包括水密橡膠；

水密橡膠采用聚氨酯材料，高溫澆注一體成型，與金屬殼、反聲障板和壓電陶瓷球殼緊固連接。

優選地，端蓋設置有凹槽，凹槽內設置有密封圈，密封圈與金屬殼內壁連接。

優選地，端蓋底部設置有通孔，導線穿過通孔通向半空間輻射高頻寬帶換能器外部，通孔與導線間的縫隙通過環氧膠填充。