低频三阶超心形指向性声源设计

作     者：王秋木 蓝宇 范军 WANG Qiumu;LAN Yu;FAN Jun

作者机构：上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学海洋智能装备与系统教育部重点实验室上海200240 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 

出 版 物：《声学学报》 (Acta Acustica)

年 卷 期：2024年第49卷第1期

页      面：117-128页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082403[工学-水声工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

主　　题：超心形指向性 密排阵 单边辐射弯张换能器 弱互辐射 

摘      要：为提高圆周阵列主极大的指向性增益,提出基于圆周等间距六元密排阵的低频三阶超心形指向性声源,利用点源方法对其波束特性进行研究与分析,得到了指向性声源的优化方案。以具有弱互辐射效应的单边辐射弯张换能器作为圆周密排阵阵元,利用有限元方法分析了三阶超心形指向性声源的声辐射特性,相比单极子声源,其主极大方向指向性增益为8.0 dB,可达到提高增益的目的。研制了实验样机,经水池实验获得该声源的工作特性:谐振频率为0.92 kHz,对应发送电压响应级为139.0 dB,−3 dB波束宽度为56.0°,各旁瓣小于−15.0 dB。有限元计算与实测结果验证了优化方案的可行性,实现了低频三阶超心形指向性发射。