用于實現聲學換能器陣列圓周無指向性的自補償結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于聲學發射陣列技術領域，具體涉及一種用于實現聲學換能器陣列圓周無指向性的自補償結構。
【背景技術】
[0002]對于聲學發射陣列而言，由于發射器輻射的各子波在遠場以同頻不同幅度相位疊加形成指向性。由于一般聲學換能器陣的發射和接收可以互易，因此其發射指向性圖和接收指向性圖是相同的。根據不同頻率、不同布陣形式和不同應用場合，需要換能器陣列具有所期望的指向性圖。一般來講，等間距圓周陣列在圓周方向上具有無指向性的特點。但是，由于每個陣元不同頻率下其振幅分布并不均勻，從而形成了具有花瓣形指向性圖的特點。頻率越高其指向性越明顯。這種物理形成的指向性很難用幅度補償或相位補償的方法得到圓周無指向性。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于解決上述的技術問題而提供一種用于實現聲學換能器陣列圓周無指向性的自補償結構，以解決等間距圓周陣列中，每個陣元不同頻率下其振幅分布并不均勻，從而形成具有花瓣形指向性圖的技術問題。
[0004]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0005]—種用于實現聲學換能器陣列圓周無指向性的自補償結構，包括結構形式相同的基層與補償層，所述基層和補償層在空間上錯開一定位置，且所錯開的位置使空間圓周上每個位置的幅度一樣。
[0006]所述基層及補償層在圓周方向上分別由N個等間距圓周排列的陣元組成。
[0007]所述基層與補償層在一定頻率范圍內，在空間圓周方向上具有相同的花瓣形指向性圖。
[0008]所述基層與補償層在空間上錯開一定位置是指所述基層與補償層錯開的位置在空間圓周方向上滿足360°/2N，N為陣元數。
[0009]本發明由于包括結構形式相同的基層與補償層，所述基層和補償層在空間上錯開一定位置，且所錯開的位置使空間圓周上每個位置的幅度一樣，使得基層出現波峰的位置恰好是補償層波谷的位置，從而達到空間圓周上每個位置都是一樣的幅值，實現圓周無指向性。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明實施例提供的一種用于實現聲學換能器陣列圓周無指向性的自補償結構的示意圖；
[0011]圖2為本發明實施例提供的自補償結構實現圓周無指向性原理的波束圖；
[0012]圖3為本發明實施例提供的另一種用于實現聲學換能器陣列圓周無指向性的自補償結構的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面，結合實例對本發明的實質性特點和優勢作進一步的說明，但本發明并不局限于所列的實施例。
[0014]參見圖1-2所示，一種用于實現聲學換能器陣列圓周無指向性的自補償結構，包括結構形式相同的一基層I與一補償層2，所述基層和補償層在空間上錯開一定位置，且所錯開的位置使空間圓周上每個位置的幅度一樣。
[0015]由于結構形式相同的所述基層和補償層在空間上錯開一定位置，且所錯開的位置使空間圓周上每個位置的幅度一樣，使得基層出現波峰的位置恰好是補償層波谷的位置，從而達到空間圓周上每個位置都是一樣的幅值，實現圓周無指向性，參見圖2所示。
[0016]具體實現上，本發明中，所述基層I在圓周方向上分別由N個等間距圓周排列的基層陣元10組成，所述補償層I在圓周方向上分別由N個等間距圓周排列的補償陣元20組成。在圓周方向上分別由N個等間距圓周排列的陣元組成的基層及補償層在空間上錯開一定位置，且所錯開的位置使空間圓周上每個位置的幅度一樣，使得基層出現波峰的位置恰好是補償層波谷的位置，從而達到空間圓周上每個位置都是一樣的幅值，實現圓周無指向性。
[0017]其中，本發明中，所述基層與補償層錯開一定位置設置后，所述基層與補償層在一定頻率范圍內，在空間圓周方向上具有相同的規則的花瓣形指向性圖。
[0018]由于所述基層與補償層結構形式相同，且在一定頻率范圍內，在空間圓周方向上具有相同的花瓣形指向性圖特點，從而用來作為自補償結構具有簡單容易實現的特點，由于基層和補償層在空間圓周方向上會出現規則的花瓣形指向性圖，波峰波谷交替出現，且由于基層與補償層在空間上錯開一定位置使得基層出現波峰的位置恰好是補償層波谷的位置，從而可以達到空間圓周上每個位置都是一樣的幅值，實現圓周無指向性。
[0019]進一步的，本發明中，所述基層與補償層在空間上錯開一定位置是指所述基層與補償層錯開的位置在空間圓周方向上滿足360°/2N，N為基層或補償層的等間距圓周排列的陣元數。
[0020]所述的空間上錯開一定位置，在圓周方向上滿足360°/2N，可以使空間圓周上每個位置的幅度都一樣，從而實現圓周方向無指向性。
[0021]需要說明的是，所述補償層可以是一層，也可以是二層，三層甚至多層，多個補償層可以在空間圓周上完全重疊設置看作一個補償層與基層按上述的方法錯開一定位置設置，也可以在重疊設置的看作是一個補償層的補償層上再設有一層或多層補償層，同樣與下面的補償層錯開一定位置設置，使所錯開的位置使空間圓周上每個位置的幅度一樣，同樣可以實現本發明的目的。
[0022]參見圖3所示，該自補償結構包括一基層100、三補償層，其中，中間的兩個補償層(第一補償層200與第二補償層300)完全重合后與基層100錯開一定位置，最上層一補償層400再與中間的兩個補償層(第一補償層200與第二補償層300)錯開一定位置設置。
[0023]可以看出，本發明由于包括結構形式相同的基層與補償層，所述基層和補償層在空間上錯開一定位置，且所錯開的位置使空間圓周上每個位置的幅度一樣，使得基層出現波峰的位置恰好是補償層波谷的位置，從而達到空間圓周上每個位置都是一樣的幅值，實現圓周無指向性。
[0024]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種用于實現聲學換能器陣列圓周無指向性的自補償結構，其特征在于，包括結構形式相同的基層與補償層，所述基層和補償層在空間上錯開一定位置，且所錯開的位置使空間圓周上每個位置的幅度一樣。2.根據權利要求1所述用于實現聲學換能器陣列圓周無指向性的自補償結構，其特征在于，所述基層及補償層在圓周方向上分別由N個等間距圓周排列的陣元組成。3.根據權利要求2所述用于實現聲學換能器陣列圓周無指向性的自補償結構，其特征在于，所述基層與補償層在一定頻率范圍內，在空間圓周方向上具有相同的花瓣形指向性圖。4.根據權利要求1-3任一項所述用于實現聲學換能器陣列圓周無指向性的自補償結構，其特征在于，所述基層與補償層在空間上錯開一定位置是指所述基層與補償層錯開的位置在空間圓周方向上滿足360° /2N，N為陣元數。
【專利摘要】本發明涉及一種用于實現聲學換能器陣列圓周無指向性的自補償結構，包括結構形式相同的基層與補償層，所述基層和補償層在空間上錯開一定位置，且所錯開的位置使空間圓周上每個位置的幅度一樣。本發明由于包括結構形式相同的基層與補償層，所述基層和補償層在空間上錯開一定位置，且所錯開的位置使空間圓周上每個位置的幅度一樣，使得基層出現波峰的位置恰好是補償層波谷的位置，從而達到空間圓周上每個位置都是一樣的幅值，實現圓周無指向性。
【IPC分類】H04R1/40
【公開號】CN105611456
【申請號】CN201610025260
【發明人】涂其捷
【申請人】中國電子科技集團公司第三研究所
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年1月15日