本實用新型涉及水聲通信、水聲探測技術領域，具體涉及換能器。

背景技術：

在水聲通信、水聲探測等領域，對換能器的單面指向性要求較高。

目前，為了實現換能器單向指向性，普遍采用低密度耐壓反聲材料作為障板，安裝在換能器的后方，以遮擋換能器的后向聲輻射。這種方式對障板尺度要求較大，分體結構增加了在海上布放回收的難度，整體性較差。反聲障板雖然能夠起到一定的后輻射遮擋效果，但反聲障板對主波束的影響也較大。反聲障板本身就是一個二次反射的界面，為水聲信號處理帶來不利影響。

活塞式換能器后向輻射產生的原因有2個，分別是：換能器金屬殼體振動導致后向輻射的產生；換能器前蓋板輻射面輻射聲場時存在衍射現象，后輻射的很大一部分能量來自于前蓋板輻射聲能量的后向衍射。其中，活塞式換能器，如申請?zhí)枮?00510107825.4的實用新型專利所公開的一種活塞式換能器。

理想的單向指向性換能器可以避免界面二次反射對直達聲信號的影響，降低信號處理的復雜度。

技術實現要素：

本實用新型所解決的技術問題：如何實現換能器振動結構部件與換能器金屬外殼的振動隔離，以及如何有效減小換能器衍射形成的后向輻射。

為解決上述技術問題，本實用新型提供如下技術方案：一種水聲通信換能器，包括安裝在金屬外殼內的振動結構部件，金屬外殼前端開口，金屬外殼的后端密封，振動結構部件產生的聲能量經金屬外殼前端向外傳播；振動結構部分與金屬外殼的后端之間設有隔聲段，在振動結構部件與金屬外殼之間起到聲隔離的作用；金屬外殼的外圈加設障板，障板接近金屬外殼的前端，障板用于吸收振動結構部件產生的聲能量衍射形成的后向輻射。

上述技術方案中，振動結構部件構成換能器的振動發(fā)聲源，振動發(fā)聲源的聲能量經金屬外殼前端開口向外傳播，向外傳播的聲能量呈錐形，故本實用新型所涉換能器又可稱為大開角單面指向性換能器。振動發(fā)聲源向后傳播的聲能量消隱在隔聲段中，金屬外殼接收不到振動發(fā)聲源向后傳播的聲能量。

所述振動結構部件包括按前后次序依次組裝在一起的前蓋板、陶瓷堆、后蓋板，所述隔聲段設置在后蓋板和金屬外殼之間。所述前蓋板緊靠金屬外殼前端開口，振動結構部件所產生的聲能量經前蓋板后即向換能器的前面單向傳播。所述陶瓷堆優(yōu)選壓電陶瓷堆。

所述隔聲段選取結構強度高、密度小的非金屬材料，所述隔聲段的密度小于水的密度，即所述非金屬材料的密度小于1。上述非金屬材料按照工作頻率和材料聲速加工成特殊的隔聲段，支撐在換能器后蓋板與金屬外殼之間，就能在振動結構部件與金屬外殼之間起到聲隔離的作用。

所述障板為橡膠障板。

所述障板由吸聲材料制作而成。

所述障板呈中空的圓臺狀，中空部分用于套設在金屬外殼上。

金屬外殼的前端設有水密橡膠，水密橡膠密封前蓋板與金屬外殼之間隙，其中，水密，簡而言之，防水，隔水，使水無法通過或流過。

金屬外殼的后端設有與振動結構部件連接的電連接器，所述電連接器為水密電連接器。

本實用新型有益的效果是：通過上述隔聲段和障板的設置，實現了大開角單面指向性換能器的目的。與目前現有的常規(guī)大開角換能器相對比，本實用新型所述換能器的后向輻射明顯減小，解決了水聲通信及水聲探測中的二次反射波及多途問題，極大改善了水聲設備的性能。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明：

圖1為本實用新型一種水聲通信換能器的結構示意圖；

圖2為圖1的爆炸圖。

圖中符號說明：

10、金屬外殼；

20、振動結構部件；21、前蓋板；22、陶瓷堆；23、后蓋板；

30、隔聲段；

40、電連接器；

50、水密橡膠；

60、障板。

具體實施方式

結合圖1、圖2，一種水聲通信換能器，包括安裝在金屬外殼10內的振動結構部件20，金屬外殼前端開口，金屬外殼的后端密封，振動結構部件產生的聲能量經金屬外殼前端向外傳播。

所述振動結構部件20包括按前后次序依次組裝在一起的前蓋板21、陶瓷堆22、后蓋板23。

金屬外殼10的前端設有水密橡膠50，水密橡膠密封金屬外殼前端開口與前蓋板21之間隙。

振動結構部件20通過隔聲段30與金屬外殼10固定連接，具體地，所述隔聲段30設置在后蓋板和金屬外殼10之間，在振動結構部件與金屬外殼之間起到聲隔離的作用。

所述隔聲段30選取結構強度高、密度小的非金屬材料，所述非金屬材料的密度小于水的密度?；蛘?，所述隔聲段30選擇硅凝膠材料。

金屬外殼的外圈加設障板60，障板接近金屬外殼的前端，障板用于吸收振動結構部件產生的聲能量衍射形成的后向輻射。

所述障板60呈中空的圓臺狀，障板60為具有聲吸性能的橡膠障板。障板可通過如下方式安裝在金屬外殼10上：障板的中空部分開設內螺紋，金屬外殼開設外螺紋，障板螺接在金屬外殼上，之后，在金屬外殼上再螺接一緊固螺母，抵住障板的端面，防止障板松動?；蛘撸稣习逡圆豢刹鹦哆B接方式安裝在金屬外殼上，如焊接。或者，所述障板與金屬外殼一體成型，如鑄造，以提高換能器的整體性。

金屬外殼10的后端設有與振動結構部件20連接的水密電連接器40。

根據上述實施方式，本實用新型所述換能器的波束開角60度，針對性地解決了后輻射問題，換能器后輻射抑制到了主波束的5％，能夠在復雜海域發(fā)揮出較好的優(yōu)勢，為水聲通信、主動聲納等水聲設備提供了最理想的聲場多途解決方案。

以上內容僅為本實用新型的較佳實施方式，對于本領域的普通技術人員，依據本實用新型的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。