[发明专利]一种声透镜换能器阵列的制作方法

说明书

本发明提供的一种声透镜换能器阵列的制作方法，所述制作方法包括：提供一设定曲率半径的弧面基板，所述弧面基板包括：第一表面及第二表面；在所述第一表面的水平方向依据设定间距依次设置设定形状的阵元，所述阵元组成线阵；在所述第一表面的垂直方向设置至少两条所述线阵，所述至少两条所述线阵组成面阵；在所述阵元之间填充聚合物胶；在形成所述面阵且完全填充所述聚合物胶的第一表面形成匹配层；在所述匹配层背离所述第一表面的一侧形成水密层；所述弧面基板的第二表面与金属底座粘结。通过该制作方法可以获得高增益的声透镜换能器阵列，且可以实现三维成像。

技术领域

本发明涉及水中换能器技术领域，更具体地说，涉及一种声透镜换能器阵列的制作方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，在水下高清声成像、海上工程实施、港口监视、蛙人探测、水雷及雷型目标识别、水下航行器的避障及导航等应用中，声透镜换能器具有很重要的地位。

高增益的声透镜换能器是利用声透镜技术及1-3复合材料构型技术，在水平方向和垂直方向的波束输出主副瓣比高的换能器。对于较好的声图像来说，不仅仅需要声透镜换能器的窄波束，也需要声透镜换能器波束具有非常低的副瓣。

在现有技术中，声透镜换能器是通过长方形阵元组成的换能器线阵，在水平方向是直线阵，即水平方向的主副瓣比符合要求，但是在垂直方向，由于是长方形阵元，在有倾斜角存在时，副瓣接收的回波信号很强，无法满足垂直方向主副瓣比高的要求。

为了在垂直方向使主副瓣比高，现有技术通过将成品的声透镜换能器通过外力成立体弯曲型，并且在阵元之间填充聚合物时需要按照一定的聚合物填充形状进行填充，而这些操作对设备及工艺要求很高，且通过外力对成品的声透镜换能器进行施压，存在侧移及变形等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种声透镜换能器阵列的制作方法，该制作方法可以解决现有技术中存在的问题，进而获得高增益的声透镜换能器阵列。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种声透镜换能器阵列的制作方法，所述制作方法包括：

提供一设定曲率半径的弧面基板，所述弧面基板包括：第一表面及第二表面；

在所述第一表面的水平方向依据设定间距依次设置设定形状的阵元，所述阵元组成线阵；

在所述第一表面的垂直方向设置至少两条所述线阵，所述至少两条所述线阵组成面阵；

在所述阵元之间填充聚合物胶；

在形成所述面阵且完全填充所述聚合物胶的第一表面形成匹配层；

在所述匹配层背离所述第一表面的一侧形成水密层；

所述弧面基板的第二表面与金属底座粘结。

优选的，在上述制作方法中，所述弧面基板的曲率半径为150mm。

优选的，在上述制作方法中，所述在所述第一表面的水平方向依据设定间距依次设置设定形状的阵元，所述阵元组成线阵包括：

所述设定形状的阵元为自中间至两端直径逐渐减小且对称形状的阵元，所述阵元包括：径向及轴向；

在所述第一表面的水平方向依据设定间距，按照所述阵元的径向依次设置所述设定形状的阵元；

其中，所述设定间距大于1.6mm，所述阵元的径向宽度为0.4mm，所述阵元的轴向长度为1.2mm。

优选的，在上述制作方法中，所述设定形状的阵元的材料为压电陶瓷材料或惰性聚合物材料。

优选的，在上述制作方法中，所述在所述第一表面的垂直方向设置至少两条所述线阵，所述至少两条所述线阵组成面阵包括：