程振阅，赵荣荣，马雄超，于祥龙

(上海船舶电子设备研究所，上海201108)

0 引 言

矢量水听器可以同步、共点地获取声场中的标量和矢量信息，为后续的信号处理拓展了空间，也为水声探测技术提供了新的思路和方法[1]。压差式矢量水听器是矢量水听器中最常见的一种类型，其原理是通过获取声场中某两点之间的声压差值和距离差值，然后根据有限差分近似的方法计算得出两点声中心连线中心点处的声压梯度，进而得到声场的矢量信息[2-3]。

矢量水听器的余弦指向性波束宽度较大，为了解决在同一个波束中的目标分辨问题，人们提出可以获得高指向性的二阶矢量水听器[4]。通过对径向极化圆管的电极进行分割可以得到二阶矢量水听器，然而其二阶模态下的灵敏度不高，在实际应用时受到限制。镶拼圆管采用切向极化的压电陶瓷条粘接而成，与径向极化的圆管相比，具有更高的压电转换效率，因而在用于水声信号的接收时其灵敏度也将得到提高[5-6]。

本文将切向极化的镶拼圆管用作接收换能器，通过对其电极的划分以及压电陶瓷条极化方向的调整，设计得到了一种高灵敏度的二阶矢量接收换能器。

1 二阶镶拼圆管矢量接收换能器设计

二阶镶拼圆管矢量接收换能器的结构示意图如图1所示，镶拼圆管采用32片压电陶瓷条粘接而成，圆管共包括8路开路输出电压信号和1路接地参考电压信号，接地输出信号为8个接地电极的并联输出，接地电极将圆管划分为8部分，每一部分中的四片压电陶瓷条的极化方向以开路输出信号电极为对称轴对称分布，位于开路输出信号电极与接地电极之间的压电陶瓷条的极化方向相同。……