[发明专利]对接阵

说明书

技术领域

本发明涉及水声的仿真测试技术领域，尤其涉及一种对接阵。

背景技术

对接阵法仿真是水下航行器系统仿真的一个重要手段，其设计思想是将目标仿真系统产生的数字信号（仿真目标回波声场、噪声场、混响场等），通过D/A转换成模拟信号，经匹配放大后通过对接阵发送给被测声传感器，从而构成被测声制导系统的试验室仿真环境。

现有的仿真系统主要包括两种，一是采用单个换能器的仿真系统，其产生的不是平行波束,精度差,相互耦合干扰大,只能产生0度方位声波,相频特性,幅频特性差,而且只能做定性仿真。同时需要一定发射距离,检测条件严格。二是采用与被测声基阵共形的对接阵法，则相对简洁方便，精度高,相频特性,幅频特性好，但其中不可避免地存在着交叉耦合，并且机械解耦十分困难。交叉耦合是指当对接阵发射信号时，由于多个阵元之间的辐射声信号在介质中扩散传播，相互叠加，造成被测的换能器基阵各通道接收到的声信号相位发生变化，接收的信号不能正确反映所携带的信息，主要是指幅度和相位信息。交叉耦合是影响对接阵性能的主要因素，机械耦合的精确程度直接影响仿真的效果，其机理、可行性和通用性一直是困扰对接阵仿真方法广泛应用的难题。

现有的被测声制导系统中的声自导换能器基阵多为平面阵，基阵阵元采用为纵振式复合棒型换能器，它以较小的重量和体积获得大的声能密度而广泛用于水声和超声技术中。因此，为了与被测声基阵共形，对接阵也采用平面阵，阵元采用纵振式复合棒型换能器。纵振式复合棒型换能器振动时，其表面的振速分布是均匀的，可以看成一平面活塞沿轴作一维纵向振动，当声对接阵与被测声基阵间加入匹配层时，即产生声波的扩散传播，使对接阵的幅度和相位特性变差。

发明内容

本发明的目的是提供一种对接阵，可以有效解决机械耦合问题，具有较好的幅度和相位特性。

为实现上述目的，本发明提供了一种对接阵，所述对接阵包括：发射换能器和匹配层；

所述发射换能器基阵，包括多个发射换能器，所述发射换能器的位置分布与所述被测声基阵中的声传感器镜像对应；

所述匹配层，位于所述换能器基阵与所述被测声基阵之间，所述发射换能器基阵通过所述匹配层与所述被测声基阵相接。

进一步的，所述发射换能器采用半径为5mm±0.05的圆形换能器。

进一步的，所述发射换能器嵌入于吸声材料中。

进一步的，所述吸声材料为橡胶吸声材料。

进一步的，所述吸声材料为尖劈外形。

进一步的，所述发射换能器相邻两个之间通过反声材料加以间隔。

进一步的，所述匹配层采用与所述被测声基阵的硫化层相同的透声橡胶材料。

进一步的，所述匹配层的厚度为2mm～4mm。

进一步的，所述匹配层与所述被测声基阵之间还包括超声耦合剂层，在使用时，该超声耦合剂层均匀分布在所述匹配层与被测声基阵之间。

本发明提供的对接阵，利用工作频带宽、效率高的发射换能器，采用与被测声基阵的阵元一一对应的阵元分布，有效地解决了机械耦合问题，使得发射换能器的各阵元形成各自独立的声信道，产生入射到被测声基阵的不同方向的平面波信号，具有较好的幅度和相位特性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的对接阵的结构示意图；

图2为图1中A的局部放大图；

图3为本发明实施例提供的发射换能器的电纳测试曲线图；

图4为本发明实施例提供的发射换能器的电容的测试曲线图；

图5为本发明实施例提供的单个发射换能器与吸声材料的装配关系图；

图6为本发明实施例提供的对接阵的内部结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1是本实施例提供的对接阵的结构示意图，如图1和图2所示，本发明的对接阵包括：发射换能器基阵1和匹配层2。

发射换能器基阵1包括多个发射换能器11、对接阵底座12和吸声材料13。在本发明实施例中采用37个发射换能器11组成，发射换能器11的位置分布与被测声基阵中的声传感器镜像对应，以实现发射换能器11与被测声基阵3的声匹配。