[发明专利]一种三元定向水听器模块

说明书

本发明提供了一种三元定向水听器模块，与常规设计的将放大电路(或匹配电路)作为水听器的部件内置于水听器空间内部方式完全相反，而是将水听器基元作为放大电路的分离器件进行设计，通过结构定位保证水听器基元的相互位置，水听器基元间的位置精度可控制在0.1mm以内。模块化设计后可将输出电缆由3根减少到1根，做到了电缆影响最小化。虽然三元定向水听器模块是一个整体，但水密封装采用水听器基元独立封装方式，将水听器基元声接收面水密胶层减少到最薄，且水听器基元声接收面完全与水介质接触。

技术领域

本发明属于水声换能器领域，主要是一种三元定向水听器模块。

背景技术

目前，小型水面舰艇球鼻首中装备的声纳基阵多为圆柱阵，该基阵一般为收发一体设计，阵元换能器多为大尺寸纵振换能器，为了能兼顾发射和接收性能，工作带宽一般较窄，并且受限于基阵孔径和阵元数量限制，接收性能相对偏弱。

为了提高小型水面舰艇声纳的探测能力，最好的方式为在球鼻首内部设计一共形接收阵，在接收阵首端位置内侧安装柱形发射阵，这样既能降低发射工作频率，又极大增加了接收阵孔径和阵元数量，对水下目标探测、定位、识别等能力的提升，会有很大帮助。

发明内容

针对小型水面舰球鼻首共形阵的特点，本发明提供了一种三元定向水听器模块。该模块输出信号经过波束形成后具备良好的定向效果，使用该模块可简化镂空型共形阵成阵工艺，优化电缆束走向方式，减小电缆对基阵性能的影响，可使基阵工作频率更高。该三元定向水听器模块不仅可以用于共形阵中，也可用于其它固定阵中。

在水声装备中，为实现对目标的定位功能，空间三点式布置水听器是较为常用的工作模式，比如拖曳接收线阵中的三元阵。但拖曳接收线阵工作频率较低(一般低于2kHz)，水听器在线阵护套内，护套内部充油，没有水密问题，也不存在传输电缆遮挡，因此，水听器固定方式较为简单，直接放置在定位骨架内部，由于空间较为充足，前放电路可在远离水听器处任意放置。定位骨架通过捆绑在强力绳上进行定位，定位精度一般仅能控制在1厘米范围内。舰艇用镂空共形阵声纳，为空间立体结构形式，不仅具备探测功能，同时要具备通信、识别等功能，工作频率上限可在十几千赫以上，因此，阵元之间的影响，包括传输电缆的影响，甚至水密胶层厚度的影响都不能忽略。

本发明的一种三元定向水听器模块，与常规设计的将放大电路(或匹配电路)作为水听器的部件内置于水听器空间内部方式完全相反，而是将水听器基元作为放大电路的分离器件进行设计，通过结构定位保证水听器基元的相互位置，水听器基元间的位置精度可控制在0.1mm以内。模块化设计后可将输出电缆由3根减少到1根，做到了电缆影响最小化。虽然三元定向水听器模块是一个整体，但水密封装采用水听器基元独立封装方式，将水听器基元声接收面水密胶层减少到最薄，且水听器基元声接收面完全与水介质接触。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。一种三元定向水听器模块，主要包括水听器基元、电路板、定位板、电缆和水密橡胶，水听器基元的两端分别与电路板、定位板相连接，水听器基元固定后采用灌注水密橡胶的方式进行水密。水听器基元作为电路板的分离器件(类似直插电解电容)与电路实现高度融合，集成化程度更高，应用更为便捷。

上述技术方案中，所述的水听器基元输出端设有水听器输出插针并通过水听器输出插针与电路板相连接，一般输出插针为两芯插针；水听器基元尾端设有定位台阶，所述的定位板上设有与定位台阶相配合的定位板定位孔实现定位连接。

上述技术方案中，所述的定位板上设有三个错位设置的定位板定位孔和定位板灌注定位孔，每个定位板定位孔旁标注有定位板标识。

上述技术方案中，所述的电路板设置有前置放大电路，包括3路一致且相互独立的放大电路，并有电路板标识；电路板上还设置有电路板穿缆孔和电路板焊线标识。

上述技术方案中，所述的水听器基元外套装有屏蔽网，屏蔽网的两端设有屏蔽网焊接耳朵，一端用于与电路板焊接，一端用于包覆水听器基元的定位台阶。