[發明專利]一種小體積高頻收發一體圓柱聲基陣

在審

• 申請號: 202211293760.7
• 申請日: 2022-10-21
• 公開（公告）號: CN115524690A
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 黃水兵;李勤博
• 申請（專利權）人: 海鷹企業集團有限責任公司
• 主分類號: G01S7/521
• 分類號: G01S7/521
• 代理公司: 無錫派爾特知識產權代理事務所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊強

本發明涉及一種小體積高頻收發一體圓柱聲基陣，包括安裝基座、上法蘭；下法蘭、撐桿、螺釘、水密包覆層，還包括接收基元、發射基元、去耦結構；所述若干個接收基元去耦墊片安裝在安裝基座的接收基元安裝槽上，若干個發射基元使用去耦墊片安裝在安裝基座的發射基元安裝孔內，接收基元通過走線孔將每個基元引出線進入圈內，接收基元、發射基元和安裝基座間灌注去耦結構形成單元模塊。本發明所述的圓柱聲基陣，收發功能分置裝配于一體結構內，結構緊湊，具有工作頻段寬，圓周方向360°全向發射，垂直可以相控發射控制波束俯仰角度，多路接收單獨引出，便于進行波束形成的優點。

技術領域

本發明涉及換能器技術領域，尤其是指一種小體積高頻收發一體圓柱聲基陣。

背景技術

水聲換能器是聲吶探測承擔產生和接收聲信號功能的設備，主要實現電能和聲能間的相互轉換。隨著水聲技術的發展，高頻寬帶多波束基陣應用越來越廣泛。例如反蛙人聲納、漁用聲納等都使用高頻寬帶多波束技術工作，通常需要發射陣水平方向全覆蓋、接收陣多路接收實現多波束接收，圓柱聲基陣較為常見。

收發一體陣圓柱陣通常為垂直方向分別成陣后層疊放置，發射換能器和接收換能器都需要各自獨立的安裝空間；發射基元排列成圓型陣列時，輻射面外徑較小時為了避免后部結構安裝干涉導致陣列排布間距大，即輻射面間距較大，一是造成指向性起伏增大輻射聲能不均勻，探測能力減弱，二是造成了結構空間的浪費。最后，反蛙人聲納、漁用聲納一般工作于淺水區，為避免海面噪聲干擾，能夠調節發射波束俯仰角的換能器具備較大的應用前景。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的一種小體積高頻收發一體圓柱聲基陣，包括安裝基座、上法蘭；下法蘭、撐桿、螺釘、水密包覆層，還包括接收基元、發射基元、去耦結構；所述若干個接收基元去耦墊片安裝在安裝基座的接收基元安裝槽上，若干個發射基元使用去耦墊片安裝在安裝基座的發射基元安裝孔內，接收基元通過走線孔將每個基元引出線進入圈內，接收基元、發射基元和安裝基座間灌注去耦結構形成單元模塊。

在本發明的一個實施例中，所述安裝基座上設有定位結構，實現堆疊裝配時圓周方向和軸向定位，定位結構在圓周方向上有兩種，分別對應發射基元安裝孔和接收基元安裝槽中心，實現堆疊錯落排布安裝。

在本發明的一個實施例中，單元模塊使用所述定位結構層疊安裝定位相鄰層發射基元和接收基元在圓周方向錯落排布，兩個基元錯落排布的單元模塊成組并將所有發射基元使用導線并聯引出至安裝基座圈內。

在本發明的一個實施例中，若干個成組的單元模塊安裝于上法蘭和下法蘭之間；上法蘭、下法蘭使用4～8組撐桿和螺釘緊固連接形成整體，聲基陣輻射面整體灌封聚氨酯水密包覆層實現水密。

在本發明的一個實施例中，其中的小體積高頻收發一體圓柱聲基陣輻射面外徑在6～15倍波長，所述發射基元圓周方向輻射面間距為波長的0.9～1.1倍。

在本發明的一個實施例中，所述接收基元比發射基元薄，厚度為發射基元的0.3～0.5倍，使用遠離諧振頻率作為工作頻段，工作頻率最高點小于諧振頻率1/2。

在本發明的一個實施例中，所述發射基元和接收基元均布在圓周方向上，接收基元嵌入發射基元間隙中排布，接收基元與發射基元輻射面位于同一圓柱面上。

在本發明的一個實施例中，所述成組的單元模塊相鄰層發射基元和接收基元在圓周方向錯落排布，減少了基元成陣布放間距，將所有發射基元使用導線并聯引出實現圓周方向360°發射的同時減少波束起伏。

在本發明的一個實施例中，多層的單元模塊可通過堆疊裝配而成，發射基元分層并聯引出，實現垂直方向相控發射波束；同時發射基元為利用縱向振動和前蓋板彎曲振動的縱向換能器實現高頻寬帶發射。

本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：1)、本發明中接收基元嵌入發射基元間隙中排布使得收發一體并抑制發射換能器和接收換能器的相互干擾，充分利用了聲基陣的有效空間，減少了聲基陣的體積；