[发明专利]一种星型宽带通讯换能器

说明书

本发明属于水声换能器和水声技术领域，具体涉及一种星型宽带通讯换能器，其包括：上端盖(9)、下端盖(11)、中心连接螺杆(10)和多个不同工作谐振频率的星型换能器；上端盖(9)的中部开设电缆插座孔(13)，上端盖(9)和下端盖(11)相对放置，且上端盖(9)位于下端盖(11)之上，中心连接螺杆(10)位于上端盖(9)和下端盖(11)之间，并通过多个中心连接螺杆(10)将上端盖(9)和下端盖(11)固定在一起；多个不同谐振频率的星型换能器堆叠在一起，并位于上端盖(9)和下端盖(11)之间。

技术领域

本发明属于水声换能器和水声技术领域，具体涉及一种星型宽带通讯换能器。

背景技术

声波是一种在液体、固体中远距传播的能量载体。利用声信号在媒介中的传播特性，人类可获得液体、固体的相关特性信息，这为人类认识海洋、开发海洋、石油勘探等提供了一种有效手段。

21世纪是海洋的世纪，水声换能器是认识海洋的重要手段，在水声通信、探测、海洋深水研究领域都有广泛应用。目前各大海洋资源国家对海洋资源和海洋领土的重视前所未有，深海开发技术已经成为热点，这就要求水声换能器能够在深水条件下工作。换能器作为一种声波信号产生的装置，在水声领域，有着重要的作用。而随着人类对海洋等复杂环境领域研究的深入，对换能器的要求也在提高。为了信息传输量的增大，抗多途效应和响应快，都需要换能器的带宽增加。

单一的星型换能器具有结构可靠，较大功率，水平全指向性等特性，传统的星型换能器具有较高的发射电压响应，水平全指向性，较高的电声效率，结构可靠等特点，但是，传统的星型换能器的工作带宽窄，在水声通讯和水下组网等领域具有一定的局限性，无法拓展工作带宽；由于声发射的工作带宽较窄，从而影响了水下通信信息的高速传递、信息保真。

发明内容

本发明的目的在于，为解决现有的星型换能器存在上述缺陷，本发明提出了一种星型宽带通讯换能器，通过多个不同工作谐振频率的换能器进行组合的工作方式，实现工作带宽的拓展。

为了实现上述目的，本发明提供了一种星型宽带通讯换能器，其特征在于，其包括：上端盖、下端盖、中心连接螺杆和多个不同工作谐振频率的星型换能器；

上端盖的中部开设电缆插座孔，上端盖和下端盖相对放置，且上端盖位于下端盖之上，中心连接螺杆位于上端盖和下端盖之间，并通过中心连接螺杆将上端盖和下端盖固定在一起；多个不同谐振频率的星型换能器堆叠在一起，并位于上端盖和下端盖之间。

作为上述技术方案的改进之一，所述多个星型换能器为两个或大于两个星型换能器堆叠而成。

作为上述技术方案的改进之一，所述多个星型换能器为两个，其具体包括：高频换能器和低频换能器；所述高频换能器与低频换能器堆叠靠近的两个面之间和纵向缝隙间填充聚氨酯胶片或硬质泡沫塑料。

作为上述技术方案的改进之一，所述高频换能器包括：多个高频辐射头、多个高频压电陶瓷堆、高频后质量块和多个高频预应力螺栓；

高频后质量块呈多边形结构，每个高频辐射头的内壁对应地与高频后质量块的每个面相对设置，且二者之间设置高频压电陶瓷堆，并通过高频预应力螺栓穿过开设在高频辐射头上的圆孔和开设在高频压电陶瓷堆上的中心孔，基于高频预应力螺栓所施加的预紧力，将高频辐射头和高频压电陶瓷堆紧固；将高频换能器放置在80℃烘箱中烘4小时以上，环氧固化。

作为上述技术方案的改进之一，所述高频辐射头的外面呈弧面状结构，其内壁为平面状结构。

作为上述技术方案的改进之一，所述高频压电陶瓷堆是由多个压电陶瓷片和电极堆叠在一起，形成圆柱状结构；其中，多个压电陶瓷片和电极之间涂覆环氧，压电陶瓷片间的电极采用电学并联方式。

作为上述技术方案的改进之一，所述高频换能器可电学并联工作，实现全指向发射，或者高频换能器的压电陶瓷堆施加不同的幅值或相位电压，实现单指向性发射。