高频声纳接收换能器的高灵敏度接收阵元及布阵方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115980724A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202310066768.8(22)申请日2023.01.12(71)申请人上海船舶电子设备研究所（中国船舶集团有限公司第七二六研究所）地址201100上海市闵行区金都路5200号(72)发明人赵慧王艳张睿卞加聪史海荣陈庆瑞刘振君(74)专利代理机构上海段和段律师事务所31334专利代理师李源(51)Int.Cl.G01S7/526(2006.01)G01S7/534(2006.01)G01S7/54(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称高频声纳接收换能器的高灵敏度接收阵元及布阵方法(57)摘要本发明提供了一种涉及水声换能器技术领域的高频声纳接收换能器的高灵敏度接收阵元及布阵方法，包括阵元，相邻两个阵元之间填充有隔声去耦材料；阵元包括压电陶瓷、环氧匹配层、环氧树脂、铜网、铜箔以及铜线，相邻两个压电陶瓷之间填充有环氧树脂，压电陶瓷一端连接铜网，压电陶瓷另一端连接环氧匹配层，环氧匹配层上下两面设有铜箔，铜箔之间通过铜线连接。本发明结构简单、工序步骤少，提高接收阵元工作频率段内灵敏度级，增加了高频接收阵元的工作带宽；解决了多通道接收阵元的信号引出线难题，简化了焊线工艺；可以适应不同工作频段内的多通道高频接收换能器阵，对换能器阵型适应性强。CN115980724ACN115980724A权利要求书1/1页1.一种高频声纳接收换能器的高灵敏度接收阵元，其特征在于，包括阵元，相邻两个阵元之间填充有所述隔声去耦材料(7)；所述阵元包括压电陶瓷(1)、环氧匹配层(2)、环氧树脂(3)、铜网(4)、铜箔(5)以及铜线(6)，相邻两个所述压电陶瓷(1)之间填充有所述环氧树脂(3)，所述压电陶瓷(1)一端连接所述铜网(4)，所述压电陶瓷(1)另一端连接所述环氧匹配层(2)，所述环氧匹配层(2)上下两面设有所述铜箔(5)，所述铜箔(5)之间通过所述铜线(6)连接。2.根据权利要求1所述的高频声纳接收换能器的高灵敏度接收阵元，其特征在于，所述阵元的正负极导线通过顶部的所述铜箔(5)和底部的所述铜网(4)引出。3.根据权利要求1所述的高频声纳接收换能器的高灵敏度接收阵元，其特征在于，在所述阵元的长度方向，将所述压电陶瓷(1)切割成多个方柱，所述环氧树脂(3)填充入相邻两个所述方柱中。4.根据权利要求3所述的高频声纳接收换能器的高灵敏度接收阵元，其特征在于，相邻两个所述方柱之间的缝隙宽度≥所述压电陶瓷(1)的宽度。5.根据权利要求1所述的高频声纳接收换能器的高灵敏度接收阵元，其特征在于，所述铜网(4)和所述铜箔(5)的厚度均≤0.1mm。6.根据权利要求1所述的高频声纳接收换能器的高灵敏度接收阵元，其特征在于，所述铜线(6)的直径＜所述阵元工作频率对应波长的1/15。7.根据权利要求1所述的高频声纳接收换能器的高灵敏度接收阵元，其特征在于，所述铜线(6)位于所述方柱之间的缝隙上方。8.根据权利要求1所述的高频声纳接收换能器的高灵敏度接收阵元，其特征在于，所述压电陶瓷(1)呈长方条状，所述压电陶瓷(1)高度方向极化。9.根据权利要求1所述的高频声纳接收换能器的高灵敏度接收阵元，其特征在于，所述隔声去耦材料(7)的高度与所述环氧匹配层(2)齐平。10.一种根据权利要求1‑9所述的高频声纳接收换能器的高灵敏度接收阵元的布阵方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据工作频率及指向性要求，所述阵元采用长方条状的所述压电陶瓷(1)，且所述压电陶瓷(1)高度方向极化；S2：在所述阵元的长度方向，通过切割机将所述压电陶瓷(1)分割成多个方柱，在相邻两个所述方柱的缝隙中填充所述环氧树脂(3)；S3：将所述方柱的底部通过导电胶粘接所述铜网(4)，使多个所述方柱(4)连接在一起；S4：所述方柱的上部粘接所述环氧匹配层(2)，且将所述环氧匹配层(2)上下两个面敷所述铜箔(5)，所述铜箔(5)中间通过所述铜线(6)连通；S5：所述阵元的正负极导线通过焊接最上面的所述铜箔(5)和最下面的所述铜网(4)引出；S6：所述阵元之间浇注所述隔声去耦材料(7)，形成多通道高灵敏度接收阵元。2CN115980724A说明书1/4页高频声纳接收换能器的高灵敏度接收阵元及布阵方法技术领域[0001]本发明涉及水声换能器技术领域，具体地，涉及高频声纳接收换能器的高灵敏度接收阵元及布阵方法。背景技术[0002]随着人类对海洋资源和环境的开发研究活动的不断加强，高频多波束声纳已成为国内外海洋科学研究、海底资源开发、海洋工程建设等海洋活动中最主要的海洋调查勘测仪器之一。多通道高频接收换能器阵作为接收系统的水下湿端重要部分，对海底或者目标的回波进行