张 彬，周博文，童 晖，陈祥全，王佳麟

(中国科学院声学研究所东海研究站，上海201815)

0 引 言

随着海洋探测手段和声呐技术的不断发展，为了提高声呐系统的测试精度，减小接收噪声，对换能器提出了低旁瓣、宽带的要求[1]。旁瓣级是对指向性图中最大旁瓣幅值归一化的声压级，它反映了声系统抑制噪声干扰和假目标的能力[2]。

当前主流的旁瓣控制手段是通过电路部分控制换能器基阵的各路阵元的相位与幅度，通过加权的手段实现低旁瓣，Harry L.van Trees、Stankwitz等人分别提出了基于线性处理、非线性处理的幅度加权方法[3-4]，该方法较好地降低了旁瓣，但是增加了电子部分的复杂程度，降低了系统的可靠性和稳定性，不利于在工程上实现。另一种方法是对换能器实施低旁瓣波束控制，在不增加系统复杂程度的前提下降低换能器旁瓣。在超声换能器领域，Moshfeghi对圆环阵、线列阵进行了研究[5-6]，采用在发射和接收中使用不同大小孔径的方法，将一个波束方向图的最小值放置于另一个波束方向图的旁瓣附近，实现旁瓣抑制。本文对1-3型复合材料圆形活塞高频换能器进行研究，主要对其复合材料中的压电相采取去除部分有效颗粒的方法实现压电相的非均匀分布。本文研究以圆形活塞圆心为中心去除一定宽度圆环中的有效压电颗粒，该去环非均匀分布方法可便捷地控制换能器的形状，具有对称的空间指向性，实现降低旁瓣的目的，且便于工程实现。

1 去环非均匀分布方法

本文研究的去环非均匀圆形活塞高频换能器采用1-3型复合材料，在圆形活塞复合材料中去除一定宽度的圆环，压电颗粒在任意轴线方向上非均匀分布。……