【功率放大器应用】高频宽带水声换能器研究

Aigtek安泰电子

随着水声信号处理技术的快速发展，为了获取更多的水下信息，提升声呐的探测和识别效果，须使得脉冲激励下的声呐的余震信号尽量小，即机械品致因数值较低，这就要求设计制作高频宽带声呐，高频宽带换能器是高频宽带声呐信号产生和获取的基础。一方面，可以提升整个声呐系统的性能。携带更多的信息进行水下探测与识别；另一方面在信号传输上也具有显著优势，如减少波形畸变、提高可靠性和保密性、提高系统分辨率等。

在水下通信系统中，水声信号往往通过功率放大器激励，通过换能器进行远距离的水下传输，经过接收端接收信号放大，传递信息。在这过程中，高频宽带换能器有着重要的作用。

高效率宽带换能器实现的主要困难在于压电材料之间的声阻抗失配，从而降低了换能器在水中的透射效率。声波由压电材料垂直传递到水介质中时，由于两者的声阻抗相差较大，大部分声波在界面处被反射﹐只有小部分声波能够透射。通过在压电晶片的辐射端添加匹配层，能够实现压电材料的声阻抗与工作介质(例如水)之间声阻抗的过渡﹐有利于声能的传播。匹配层换能器在水中工作的物理结构模型如图所示。

高效率宽带换能器的实现，使得水声信号的处理速度得到快速的发展，当然，这也不是唯一决定水声信号传播速度的因素。声呐系统中各个部件功能的不断升级，都给水声信号传播速度带来了一定的影响。ATA系列水声功率放大器，近年来被广泛的应用在水声信号传播研究及实际应用领域，得到了积极的评价。ATA-L系列水声功率放大器具有宽频带，大功率等特点，最大输出1020Vrms电压，1000VA功率，可驱动0~100%的阻性或非阻性负载。

ATA-L参数指标：

输出阻抗匹配调节档位：