多諧振腔寬帶換能器研究.pdf

1、隨著聲納技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，軍事對(duì)抗需求的日益提高，使水聲換能器向低頻、寬帶、深水工作的方向發(fā)展。利用液腔振動(dòng)的諧振腔換能器是一種典型的低頻、深水發(fā)射器。 本文設(shè)計(jì)了一種多諧振腔寬帶換能器，采用徑向極化的壓電陶瓷圓管作為激勵(lì)源，激發(fā)多個(gè)液腔的振動(dòng)，以多模態(tài)耦合振動(dòng)的方式來拓展帶寬。 多諧振腔寬帶換能器的理論分析采用經(jīng)典等效電路法與有限元法相結(jié)合的方式。首先，利用經(jīng)典的等效電路法對(duì)亥姆霍茲諧振腔理論、壓電陶瓷圓管的液腔

2、振動(dòng)理論進(jìn)行分析。然后，利用有限元法對(duì)多液腔的耦合振動(dòng)進(jìn)行分析，在應(yīng)用ANSYS有限元軟件對(duì)多諧振腔寬帶換能器進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)的過程中，研究了多個(gè)諧振腔結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)換能器諧振頻率和發(fā)送電壓響應(yīng)的影響；計(jì)算了換能器的水中阻抗特性、發(fā)送電壓響應(yīng)等等。優(yōu)化尺寸的多諧振腔寬帶換能器可以在3.7-9kHz的帶寬范圍內(nèi)工作，最大發(fā)送電壓響應(yīng)132dB，帶內(nèi)起伏為6dB。 最后，對(duì)多諧振腔寬帶換能器進(jìn)行加工制作，并對(duì)換能器的阻抗特性和發(fā)送電壓響應(yīng)