王文龙 笪良龙 尹 航

(1 海军潜艇学院 青岛 266199)

(2 海洋科学与技术国家实验室 青岛 266237)

0 引言

进入21世纪以来，深海的研究和开发获得了越来越多的关注，已经成为各国竞争的热点领域，而耐压水听器则是深海开发不可缺少的设备。此外，随着各国军事技术的快速发展，各种水下装备如潜艇、鱼水雷、水下无人机(UUV)、水下滑翔机(UUG)、水下机器人(ROV)、潜标等的工作深度越来越大，这些深水装备通常需要配备能够满足其工作深度的耐压水听器。

为了承受高静水压力的作用，耐压水听器通常采用特殊的耐压结构或内外压力平衡设计，如释压或压力补偿结构、充油式、溢流式结构等。充油式和溢流式结构理论上可承受全海深的静态压力，是目前耐压水听器最常采用的耐压结构[1-3]。这两种结构的耐压水听器一般都采用压电陶瓷圆管作为接收换能器，这种压电陶瓷圆管水听器具有结构工艺简单的优点，但也具有低频开路电压灵敏度低的缺点[4]。文献[5]在径向极化压电圆管上开缝以提高接收灵敏度，但也使其工作频带大大变窄，只有10～200 Hz。如果使压电陶瓷圆管水听器的接收频段处于其谐振频率附近，虽然能够提高灵敏度，但其工作频带会严重受限，且灵敏度曲线平坦性会丧失。

除了压电圆管换能器外，压电球壳换能器也是声压水听器常用的接收换能器。压电球壳换能器具有结构工艺简单、灵敏度高、全向性好、工作频带宽等诸多优点，更重要的是材料和结构的特性决定了压电陶瓷球壳本身便具有较高的耐压能力，这在充油式或溢流式结构之外为耐压水听器设计提供了另一种可能，即采用空气背衬压电球壳作为耐压水听器的接收换能器。……