彭策 吉辰 童任 余晓明

（1.水声对抗技术重点实验室，上海，201108；2.上海船舶电子设备研究所，上海，201108）

球形换能器的优势在于宽频带内无指向性。但是在实际应用中，换能器作为对抗器材的必备单元，往往安装于各类壳体上，并且需要有限的空间内有大范围的辐射能力。由于安装方式和空间受限，壳体对于换能器形成障板效应，使换能器的指向性产生明显变化。

带障板的换能器指向性受障板材料的影响很大。反声障板具有反声、隔声、去耦等功能，使声场形成反射和散射的叠加，可以提高换能器的发射增益，但是有时会引起指向性的凹谷。目前，球形换能器和圆柱换能器的泡沫材料反声障板已有较多的研究[1-3]。吸声障板具有吸收或耗散声能的功能[4]，可以削弱由声波反射和散射形成的指向性凹谷。平面波垂直入射条件下吸声覆盖层的声学性能已有部分研究[5-6]。与此同时，障板换能器的指向性还受到障板形状和安装方式等情况的影响。因此，研究障板对球形换能器指向性的影响具有重要的实用意义。

本文研究反声障板和吸声障板对球形换能器指向性的影响，对比分析不同安装距离时反声障板和吸声障板球形换能器的指向性数据，并对反声障板、吸声障板以及安装距离对球形换能器指向性影响的规律做出了总结。

1 声场分析

针对带平面障板的球形换能器，以刚体散射为例，讨论球面波场中薄圆盘的散射，见图 1。利用扁椭球坐标系，把入射波和散射波都表示成扁椭球函数（当扁椭球压扁ξ方向的厚度，就趋于薄圆盘了），然后根据边界条件求解波函数的系数[7]。……