一种组合式收发隔离换能器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明为一种组合式收发隔离换能器，主要应用于声靶、训靶等吊放式声学目标模拟设备上，便于声靶实现实收实发。
【背景技术】
[0002]吊放式声学目标模拟设备，顾名思义是模拟声学目标的一种设备，从而达到考核攻击声学目标的装备鱼雷的目的。
[0003]当前随着鱼雷自导体制的不断发展，对声学目标模拟设备的技术要求也越来越高，对声学目标模拟设备提出了实收实发功能，即水听器在接收鱼雷巡信号的同时发射压电元件在发射回波信号。回波信号是在接收的鱼雷的巡的信号基础上添加多普勒频移和目标强度后发射出去的。因模拟的目标，如潜艇、舰船等，航速相对比较慢，多普勒频移相对很小，可忽略不计，所以回波信号与接收信号同频率工作；另外，回波信号上往往添加十几分贝的目标强度，即回波信号远大于鱼雷的巡的信号。在此条件下要实现实收实发技术非常的困难。
[0004]目前国内外采取的办法主要有三种:一增加收发换能器间的距离，即通过距离衰减实现;二设计谐振式指向性收发换能器;三在收发换能器间插入声隔离障板。三种方法可实现实收实发功能，但均有一定的局限性。距离衰减会使声靶设备相当的庞大，布放非常不便，有时甚至无法使用；谐振式指向性收发换能器的带宽比较窄，通频带不宜控制，而且指向性开角要求较大时，分辨率小;声隔离障板全频带效果有限，且影响高频段的指向性开角大小。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种能够有效的解决目前吊放式声学目标模拟设备中收发换能器实收实发时收发隔离困难的一种组合式
[0006]收发隔离换能器。
[0007]为实现上述目的，本发明解决该问题所采用的技术方案是:一种组合式收发隔离换能器，主要包括发射端转接头(I)、发射压电元件(2)、刚性中心连接杆(3)、接收压电元件
(4)、接收端转接头(5)、发射信号线(10)和接收信号线(12)组成，该组合式收发隔离换能器是由所述的发射压电元件(2)与所述的接收压电元件(4)通过所述的发射端转接头(1)、刚性中心连接杆(3)和接收端转接头(5)依序设置呈一字形一体化成型结构，其中，所述发射压电元件(2)与所述刚性中心连接杆(3)之间设有发射阻尼支撑垫(8)，且在所述的发射压电元件(2)的外表面硫化透声橡胶(11);所述接收压电元件(4)与所述刚性中心连接杆(3)之间设有接收阻尼支撑垫(7)。
[0008]优选的，所述的发射压电元件(2)放置于所述接收压电元件(4)两通道形成的工作平面的中心法线上；且所述发射压电元件(2)与所述接收压电元件(4)彼此间采取刚性连接，用于实现所述压电元件(2)垂直于工作平面的中心法线上，且在所述的发射压电元件(2)和所述的接收压电元件(4)非接触的条件下两者间距离不限。
[0009]优选的，所述的发射压电元件(2)设置为球形或者设置为管形，且该发射压电元件
(2)的设置结构和设置尺寸不限。
[0010]优选的，所述的接收压电元件(4)是采用内壁分割为第一半电极(13)、第二半电极(14)、第三半电极(15)和第四半电极(16)的一体化压电陶瓷圆管，该一体化压电陶瓷圆管内壁的第一半电极(13)与第三半电极(15)、第二半电极(14)与第四半电极(16)分别两两相对组成两个工作通道或者是由四个接收压电元件(4)构成十字阵结构，且两通道相互垂直，组成工作平面。
[0011]优选的，所述一体化压电陶瓷圆管管径向极化，内管壁与外管壁镀电极，内管壁的银层沿管的周向方向均分为第一半电极(13)、第二半电极(14)、第三半电极(15)和第四半电极(16)作为四个敏感单元的正极;且相邻的银层间留有达到设定值的间隙；外管壁整体镀银层，作为四个敏感单元的公共负极(17)。
[0012]优选的，所述的接收压电元件(4)还采用二维压差型矢量水听器，并设置呈X和Y通道结构，其中，在X通道上设有第一声压水听器(XI)和第二声压水听器(X2)，在Y通道上也设有第三声压水听器(Yl)和第四声压水听器(Y2)，且两两声压水听器之间采用齐积或半积德方式连接，用于完成两个声压水听器间压力差的测量。
[0013]优选的，所述的发射压电元件(2)到达二维压差型矢量水听器的每个敏感单元的距离相等。
[0014]优选的，在该组合式收发隔离换能器的两端还分别安装有接收插头(6)和发射插头(9)，所述的接收插头(6)通过接收信号线(12)与所述接收压电元件(4)连接;所述的发射插头(9)通过发射信号线(10)与所述发射压电元件(2)连接。
[0015]工作原理是:主要包括发射端转接头(1)、发射压电元件(2)、刚性中心连接杆(3)、接收压电元件(4)、接收端转接头(5)、发射信号线(10)和接收信号线(12)组成的一种组合式收发隔离换能器，在该组合式收发隔离换能器的两端还分别安装有接收插头(6)和发射插头(9)，所述的接收插头(6)通过接收信号线(12)与所述接收压电元件(4)连接;所述的发射插头(9)通过发射信号线(10)与所述发射压电元件(2)连接，此时接收压电元件(4)采用二维压差型矢量水听器X通道和Y通道结构，每通道上设计有两个声压水听器，即两个通道共有四个声压水听器构成，且两两个声压水听器采用齐积或半积德方式连接，用于完成两声压水听器间压力差的测量，同时两两通道相互垂直组成工作平面，发射压电元件(2)布置于水听器工作平面的中心法线上，布置在水听器工作平面上或水听器工作平面下均可，如图1所示，发射压电元件(2)与接收水听器采用刚性连接，从而保证发射压电元件能绝对位于水听器工作平面的中心法线上进行工作，此时在进行工作的过程中，若发射压电元件发射很大的声信号，由于发射压电元件到达压差水听器的每个敏感单元的距离相等，所以压差水听器每个敏感单元接收发射压电元件发射的声信号是完全大小、相位均相等的，因此无论发射压电元件的声信号多大，两信号做差值输出时可有效屏蔽发射压电元件(2)的声信号，最后完成换能器的组合式收发隔离。
[0016]本发明的有益效果是:利用二维压差型矢量水听器固有的“8”字形指向性特性，压差型接收压电元件与发射压电元件组合，这样无论收发压电元件间的距离有多近或发射的声信号有多大，该方法可以彻底屏蔽发射压电元件的信号而不影响目标信号的接收，而且工作平面两侧的指向性开角非常大，有效解决了声学目标模拟中同频率信号大目标强度下近距离的实收实发难题。
【附图说明】
[0017]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明，其中:
[0018]图1是本发明屏蔽发射信号原理图；
[0019]图2是本发明的构成结构示意图；
[0020]图3是本发明的整体结构示意图；
[0021 ]图4是本发明采用一体化设计的压差型陶瓷圆管结构示意图；
[0022]图5是本发明收发一体换能器样机接收端轴向指向性图；
[0023]其中，图中标示:I一发射端转接头，2—发射压电元件、3—刚性中心连接杆，4一接收压电元件，5—接收端转接头，6—接收插头，7—接收阻尼支撑垫，8—发射阻尼支撑垫，9一发射插头，10—发射信号线，11一透声橡胶，12—接收信号线；13—第一半电极，14一第二半电极，15—第二半电极，16—第四半电极
[0024]17 一公共负极，X1 一第一声压水听器，X2 一第二声压水听器，打一第三声压水听器，Y2—第四声压水听器。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图1至附图4举例对本发明做更详细地描述:
[0026]如图1所示，发射压电元件2与接收水听器采用刚性连接，从而保证发射压电元件能绝对位于水听器工作平面的中心法线上进行工作，此时在进行工作的过程中，若发射压电元件发射很大的声信号，由于发射压电元件到达压差水听器的每个敏感单元的距离相等，所以压差水听器每个敏感单元接收发射压电元件发射的声信号是完全大小、相位均相等的，因此无论发射压电元件的声信号多大，两信号做差值输出时可有效屏蔽发射压电元件2的声信号，最后完成换能器的组合式收发隔离。
[0027]如图2所示，一种组合式收发隔离换能器，主要包括发射端转接头1、发射压电元件
2、刚性中心连接杆3、接收压电元件4、接收端转接头5、发射信号线10和接收信号线12组成，该组合式收发隔离换能器是由所述的发射压电元件2与所述的接收压电元件4通过所述的发射端转接头1、刚性中心连接杆3和接收端转接头5依序设置呈一字形一体化成型结构，其中，所述发射压电元件2与所述刚性中心连接杆3之间设有发射阻尼支撑垫8，且在所述的发射压电元件2的外表面硫化透声橡胶11;所述接收压电元件4与所述刚性中心连接杆3之间设有接收阻尼支撑垫7。
[0028]进一步的，所述的发射压电元件2放置于所述接收压电元件4两通道形成的工作平面的中心法线上;且所述发射压电元件2与所述接收压电元件4彼此间采取刚性连接，用