小尺寸陣元及由該陣元組成的低旁瓣高頻聲基陣的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及換能器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種小尺寸陣元及由該陣元組成的低旁瓣高頻聲基陣。包括壓電陶瓷塊，所述壓電陶瓷塊的一個(gè)端面涂覆有第一銀層，所述壓電陶瓷塊的另一個(gè)相對端面涂覆有第二銀層，所述第一銀層的長度小于第二銀層的長度。本實(shí)用新型用于換能器【技術(shù)領(lǐng)域】，提供一種小尺寸陣元，該陣元具有旁瓣小的特點(diǎn)。
【專利說明】小尺寸陣元及由該陣元組成的低旁瓣高頻聲基陣
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及換能器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種小尺寸陣元及由該陣元組成的低旁
瓣高頻聲基陣。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著研究、開發(fā)和利用海洋資源形勢的發(fā)展，各種類型的多波束聲納和側(cè)掃聲納層出不窮。大多數(shù)多波束聲納的波束形成和旁瓣控制采用電子線路的手段實(shí)現(xiàn)，通過附加電路對換能器聲基陣的各個(gè)陣元相位和幅度進(jìn)行加權(quán)，它的規(guī)模、功耗、復(fù)雜程度將隨著陣元數(shù)的增加而增加，而設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性必然隨之降低。
[0003]也有采用對換能器的形狀進(jìn)行加權(quán)控制，利用不同的窗函數(shù)對換能器表面的形狀進(jìn)行加工，從而實(shí)現(xiàn)降低換能器旁瓣。但這種方法對于高頻小尺寸換能器陣元卻不太適宜，因?yàn)檫@種換能器的陣元數(shù)目多，陣元尺寸較小水平方向2mm以下，按目前的加工工藝水平對此類尺寸的壓電陶瓷進(jìn)行形狀加工是不能實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種小尺寸陣元，該陣元具有旁瓣小的特點(diǎn)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型包括壓電陶瓷塊，所述壓電陶瓷塊的一個(gè)端面涂覆有第一銀層，所述壓電陶瓷塊的另一個(gè)相對端面涂覆有第二銀層，所述第一銀層的長度小于第二銀層22的長度。
[0006]優(yōu)選地，所述第一銀層的長度為第二銀層長度的0.35、.5倍。
[0007]本實(shí)用新型還提供一種低旁瓣高頻聲基陣，包括若干小尺寸陣元，所述壓電陶瓷塊涂覆有第二銀層的端面固定在聲學(xué)背襯上，所述聲學(xué)背襯固定在基板上，所述小尺寸陣元之間設(shè)置有去藕材料，所述壓電陶瓷塊、聲學(xué)背襯和去耦材料包裹在水密封層6中。
[0008]由于本實(shí)用新型所述小尺寸陣元的壓電陶瓷塊第一銀層和第二銀層長度方向的尺寸不同，當(dāng)壓電陶瓷塊極化時(shí)，極化方向電場發(fā)生變化，即長度方向的電場強(qiáng)度從兩端向中間電極逐漸加大，直至上下電極間電場均勻，由于極化電壓的逐漸變化，使得壓電陶瓷塊的壓電性能產(chǎn)生與電場強(qiáng)度相同的分布。該壓電陶瓷塊作為高頻聲基陣陣元使用時(shí)，由于施加電壓會產(chǎn)生與極化時(shí)同樣的分布，激勵壓電陶瓷塊時(shí)，會使壓電陶瓷塊的振動在長度方向產(chǎn)生與壓電性能分布相同的分布，由于壓電陶瓷塊兩端的振動較之壓電陶瓷塊中間的振動較弱，起到長度方向的幅度加權(quán)作用，進(jìn)而改善換能器長度方向的旁瓣，有效降低陣元長度方向的旁瓣級。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為小尺寸陣元的俯視圖；
[0010]圖2為小尺寸陣元的仰視圖；[0011]圖3為低旁瓣高頻聲基陣的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本實(shí)用新型所列舉的實(shí)施例，只是用于幫助理解本實(shí)用新型，不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型思想的前提下，還可以對本實(shí)用新型進(jìn)行改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
[0013]如圖1所示，本實(shí)用新型所述小尺寸陣元包括壓電陶瓷塊1，所述壓電陶瓷塊I的一個(gè)端面涂覆有第一銀層21，所述壓電陶瓷塊I的另一個(gè)相對端面涂覆有第二銀層22，形成小尺寸陣元的兩個(gè)電極，所述第一銀層21的長度小于第二銀層22的長度，優(yōu)選為0.35、.5倍，作為本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述第一銀層21的長度為第二銀層22長度的
0.35 倍、0.42 倍或 0.5 倍。
[0014]本實(shí)用新型還提供一種低旁瓣高頻聲基陣，包括若干小尺寸陣元，所述壓電陶瓷塊I涂覆有第二銀層22的端面膠合在聲學(xué)背襯3上，所述聲學(xué)背襯3膠合在基板5上，所述小尺寸陣元之間設(shè)置有去藕材料4，如軟木，所述壓電陶瓷塊1、聲學(xué)背襯3和去耦材料4灌封在密封層6中，作為實(shí)施例，該密封材料為聚氨酯，從而滿足本實(shí)用新型水下使用的要求。經(jīng)測試，本實(shí)用新型所述低旁瓣高頻聲基陣可降低旁瓣3飛dB。
[0015]制備本實(shí)用新型所述小尺寸陣元時(shí)，在壓電陶瓷塊I加工至被銀這道工序時(shí)，將被銀采用的絲網(wǎng)分別加工，一種加工成與壓電陶瓷塊底面相同尺寸，另外一種加工成長度相對較短，將壓電陶瓷塊I的一個(gè)端面被滿銀層，將壓電陶瓷塊I相對的另一個(gè)端面中間部位被銀，該端面的兩端留出空白處，此空白處尺寸可根據(jù)設(shè)計(jì)需求而定。然后對壓電陶瓷塊I進(jìn)行極化，利用壓電陶瓷塊I兩個(gè)端面背銀面積的不同，生產(chǎn)不同分布的極化電場，使壓電陶瓷塊I垂直方向的壓電性能產(chǎn)生加權(quán)效應(yīng)，最后利用加權(quán)極化后的壓電陶瓷塊I進(jìn)行聲基陣裝配，其余工藝過程按常規(guī)工藝進(jìn)行。
【權(quán)利要求】
1.小尺寸陣元，包括壓電陶瓷塊(1)，所述壓電陶瓷塊(I)的一個(gè)端面涂覆有第一銀層(21)，所述壓電陶瓷塊(I)的另一個(gè)相對端面涂覆有第二銀層(22)，其特征在于，所述第一銀層(21)的長度小于第二銀層(22)的長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小尺寸陣元，其特征在于，所述第一銀層(21)的長度為第二銀層(22)長度的0.35?0.5倍。
3.一種低旁瓣高頻聲基陣，其特征在于，包括若干權(quán)利要求1所述的小尺寸陣元，所述壓電陶瓷塊(I)涂覆有第二銀層(22)的端面固定在聲學(xué)背襯(3)上，所述聲學(xué)背襯(3)固定在基板(5)上，所述小尺寸陣元之間設(shè)置有去藕材料(4)，所述壓電陶瓷塊(I)、聲學(xué)背襯(3)和去耦材料(4)包裹在水密封層(6)中。
【文檔編號】H04R17/00GK203691627SQ201420064226
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月13日
【發(fā)明者】劉漢文 申請人:海鷹企業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司