[实用新型]小尺寸阵元及由该阵元组成的低旁瓣高频声基阵

说明书

技术领域

本实用新型涉及换能器技术领域，尤其是一种小尺寸阵元及由该阵元组成的低旁瓣高频声基阵。

背景技术

随着研究、开发和利用海洋资源形势的发展，各种类型的多波束声纳和侧扫声纳层出不穷。大多数多波束声纳的波束形成和旁瓣控制采用电子线路的手段实现，通过附加电路对换能器声基阵的各个阵元相位和幅度进行加权，它的规模、功耗、复杂程度将随着阵元数的增加而增加，而设备的可靠性和稳定性必然随之降低。

也有采用对换能器的形状进行加权控制，利用不同的窗函数对换能器表面的形状进行加工，从而实现降低换能器旁瓣。但这种方法对于高频小尺寸换能器阵元却不太适宜，因为这种换能器的阵元数目多，阵元尺寸较小水平方向2mm以下，按目前的加工工艺水平对此类尺寸的压电陶瓷进行形状加工是不能实现。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种小尺寸阵元，该阵元具有旁瓣小的特点。

为了解决上述技术问题，本实用新型包括压电陶瓷块，所述压电陶瓷块的一个端面涂覆有第一银层，所述压电陶瓷块的另一个相对端面涂覆有第二银层，所述第一银层的长度小于第二银层22的长度。

优选地，所述第一银层的长度为第二银层长度的0.35~0.5倍。

本实用新型还提供一种低旁瓣高频声基阵，包括若干小尺寸阵元，所述压电陶瓷块涂覆有第二银层的端面固定在声学背衬上，所述声学背衬固定在基板上，所述小尺寸阵元之间设置有去藕材料，所述压电陶瓷块、声学背衬和去耦材料包裹在水密封层6中。

由于本实用新型所述小尺寸阵元的压电陶瓷块第一银层和第二银层长度方向的尺寸不同，当压电陶瓷块极化时，极化方向电场发生变化，即长度方向的电场强度从两端向中间电极逐渐加大，直至上下电极间电场均匀，由于极化电压的逐渐变化，使得压电陶瓷块的压电性能产生与电场强度相同的分布。该压电陶瓷块作为高频声基阵阵元使用时，由于施加电压会产生与极化时同样的分布，激励压电陶瓷块时，会使压电陶瓷块的振动在长度方向产生与压电性能分布相同的分布，由于压电陶瓷块两端的振动较之压电陶瓷块中间的振动较弱，起到长度方向的幅度加权作用，进而改善换能器长度方向的旁瓣，有效降低阵元长度方向的旁瓣级。

附图说明

图1为小尺寸阵元的俯视图；

图2为小尺寸阵元的仰视图；

图3为低旁瓣高频声基阵的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型所列举的实施例，只是用于帮助理解本实用新型，不应理解为对本实用新型保护范围的限定，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型思想的前提下，还可以对本实用新型进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求保护的范围内。

如图1所示，本实用新型所述小尺寸阵元包括压电陶瓷块1，所述压电陶瓷块1的一个端面涂覆有第一银层21，所述压电陶瓷块1的另一个相对端面涂覆有第二银层22，形成小尺寸阵元的两个电极，所述第一银层21的长度小于第二银层22的长度，优选为0.35~0.5倍，作为本实用新型的实施例，所述第一银层21的长度为第二银层22长度的0.35倍、0.42倍或0.5倍。

本实用新型还提供一种低旁瓣高频声基阵，包括若干小尺寸阵元，所述压电陶瓷块1涂覆有第二银层22的端面胶合在声学背衬3上，所述声学背衬3胶合在基板5上，所述小尺寸阵元之间设置有去藕材料4，如软木，所述压电陶瓷块1、声学背衬3和去耦材料4灌封在密封层6中，作为实施例，该密封材料为聚氨酯，从而满足本实用新型水下使用的要求。经测试，本实用新型所述低旁瓣高频声基阵可降低旁瓣3~6dB。

制备本实用新型所述小尺寸阵元时，在压电陶瓷块1加工至被银这道工序时，将被银采用的丝网分别加工，一种加工成与压电陶瓷块底面相同尺寸，另外一种加工成长度相对较短，将压电陶瓷块1的一个端面被满银层，将压电陶瓷块1相对的另一个端面中间部位被银，该端面的两端留出空白处，此空白处尺寸可根据设计需求而定。然后对压电陶瓷块1进行极化，利用压电陶瓷块1两个端面背银面积的不同，生产不同分布的极化电场，使压电陶瓷块1垂直方向的压电性能产生加权效应，最后利用加权极化后的压电陶瓷块1进行声基阵装配，其余工艺过程按常规工艺进行。