CN105611456B - 用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构 - Google Patents

用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构 Download PDF

Info

Publication number
CN105611456B
CN105611456B CN201610025260.3A CN201610025260A CN105611456B CN 105611456 B CN105611456 B CN 105611456B CN 201610025260 A CN201610025260 A CN 201610025260A CN 105611456 B CN105611456 B CN 105611456B
Authority
CN
China
Prior art keywords
compensation layer
base
circumference
staggered
space
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610025260.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105611456A (zh
Inventor
涂其捷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 3 Research Institute
Original Assignee
CETC 3 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 3 Research Institute filed Critical CETC 3 Research Institute
Priority to CN201610025260.3A priority Critical patent/CN105611456B/zh
Publication of CN105611456A publication Critical patent/CN105611456A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105611456B publication Critical patent/CN105611456B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/40—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/40—Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/401—2D or 3D arrays of transducers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构，包括结构形式相同的基层与补偿层，所述基层和补偿层在空间上错开一定位置，且所错开的位置使空间圆周上每个位置的幅度一样。本发明由于包括结构形式相同的基层与补偿层，所述基层和补偿层在空间上错开一定位置，且所错开的位置使空间圆周上每个位置的幅度一样，使得基层出现波峰的位置恰好是补偿层波谷的位置，从而达到空间圆周上每个位置都是一样的幅值，实现圆周无指向性。

Description

用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构
技术领域
本发明属于声学发射阵列技术领域，具体涉及一种用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构。
背景技术
对于声学发射阵列而言，由于发射器辐射的各子波在远场以同频不同幅度相位叠加形成指向性。由于一般声学换能器阵的发射和接收可以互易，因此其发射指向性图和接收指向性图是相同的。根据不同频率、不同布阵形式和不同应用场合，需要换能器阵列具有所期望的指向性图。一般来讲，等间距圆周阵列在圆周方向上具有无指向性的特点。但是，由于每个阵元不同频率下其振幅分布并不均匀，从而形成了具有花瓣形指向性图的特点。频率越高其指向性越明显。这种物理形成的指向性很难用幅度补偿或相位补偿的方法得到圆周无指向性。
发明内容
本发明的目的在于解决上述的技术问题而提供一种用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构，以解决等间距圆周阵列中，每个阵元不同频率下其振幅分布并不均匀，从而形成具有花瓣形指向性图的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构，包括结构形式相同的基层与补偿层，所述基层和补偿层在空间上错开一定位置，且所错开的位置使空间圆周上每个位置的幅度一样。
所述基层及补偿层在圆周方向上分别由N个等间距圆周排列的阵元组成。
所述基层与补偿层在一定频率范围内，在空间圆周方向上具有相同的花瓣形指向性图。
所述基层与补偿层在空间上错开一定位置是指所述基层与补偿层错开的位置在空间圆周方向上满足360°/2N，N为阵元数。
本发明由于包括结构形式相同的基层与补偿层，所述基层和补偿层在空间上错开一定位置，且所错开的位置使空间圆周上每个位置的幅度一样，使得基层出现波峰的位置恰好是补偿层波谷的位置，从而达到空间圆周上每个位置都是一样的幅值，实现圆周无指向性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构的示意图；
图2为本发明实施例提供的自补偿结构实现圆周无指向性原理的波束图；
图3为本发明实施例提供的另一种用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构的示意图。
具体实施方式
下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。
参见图1-2所示，一种用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构，包括结构形式相同的一基层1与一补偿层2，所述基层和补偿层在空间上错开一定位置，且所错开的位置使空间圆周上每个位置的幅度一样。
由于结构形式相同的所述基层和补偿层在空间上错开一定位置，且所错开的位置使空间圆周上每个位置的幅度一样，使得基层出现波峰的位置恰好是补偿层波谷的位置，从而达到空间圆周上每个位置都是一样的幅值，实现圆周无指向性，参见图2所示。
具体实现上，本发明中，所述基层1在圆周方向上分别由N个等间距圆周排列的基层阵元10组成，所述补偿层1在圆周方向上分别由N个等间距圆周排列的补偿阵元20组成。在圆周方向上分别由N个等间距圆周排列的阵元组成的基层及补偿层在空间上错开一定位置，且所错开的位置使空间圆周上每个位置的幅度一样，使得基层出现波峰的位置恰好是补偿层波谷的位置，从而达到空间圆周上每个位置都是一样的幅值，实现圆周无指向性。
其中，本发明中，所述基层与补偿层错开一定位置设置后，所述基层与补偿层在一定频率范围内，在空间圆周方向上具有相同的规则的花瓣形指向性图。
由于所述基层与补偿层结构形式相同，且在一定频率范围内，在空间圆周方向上具有相同的花瓣形指向性图特点，从而用来作为自补偿结构具有简单容易实现的特点，由于基层和补偿层在空间圆周方向上会出现规则的花瓣形指向性图，波峰波谷交替出现，且由于基层与补偿层在空间上错开一定位置使得基层出现波峰的位置恰好是补偿层波谷的位置，从而可以达到空间圆周上每个位置都是一样的幅值，实现圆周无指向性。
进一步的，本发明中，所述基层与补偿层在空间上错开一定位置是指所述基层与补偿层错开的位置在空间圆周方向上满足360°/2N，N为基层或补偿层的等间距圆周排列的阵元数。
所述的空间上错开一定位置，在圆周方向上满足360°/2N，可以使空间圆周上每个位置的幅度都一样，从而实现圆周方向无指向性。
需要说明的是，所述补偿层可以是一层，也可以是二层，三层甚至多层，多个补偿层可以在空间圆周上完全重叠设置看作一个补偿层与基层按上述的方法错开一定位置设置，也可以在重叠设置的看作是一个补偿层的补偿层上再设有一层或多层补偿层，同样与下面的补偿层错开一定位置设置，使所错开的位置使空间圆周上每个位置的幅度一样，同样可以实现本发明的目的。
参见图3所示，该自补偿结构包括一基层100、三补偿层，其中，中间的两个补偿层(第一补偿层200与第二补偿层300)完全重合后与基层100错开一定位置，最上层一补偿层400再与中间的两个补偿层(第一补偿层200与第二补偿层300)错开一定位置设置。
可以看出，本发明由于包括结构形式相同的基层与补偿层，所述基层和补偿层在空间上错开一定位置，且所错开的位置使空间圆周上每个位置的幅度一样，使得基层出现波峰的位置恰好是补偿层波谷的位置，从而达到空间圆周上每个位置都是一样的幅值，实现圆周无指向性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构，其特征在于，包括结构形式相同的基层与补偿层，所述基层和补偿层在空间上错开一定位置，且所错开的位置使空间圆周上每个位置的换能器阵列波束的幅度一样。
2.根据权利要求1所述用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构，其特征在于，所述基层及补偿层在圆周方向上分别由N个等间距圆周排列的阵元组成。
3.根据权利要求2所述用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构，其特征在于，所述基层与补偿层在一定频率范围内，在空间圆周方向上具有相同的花瓣形指向性图。
4.根据权利要求1-3任一项所述用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构，其特征在于，所述基层与补偿层在空间上错开一定位置是指所述基层与补偿层错开的位置在空间圆周方向上满足360°/2N，N为阵元数。
CN201610025260.3A 2016-01-15 2016-01-15 用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构 Active CN105611456B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610025260.3A CN105611456B (zh) 2016-01-15 2016-01-15 用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610025260.3A CN105611456B (zh) 2016-01-15 2016-01-15 用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105611456A CN105611456A (zh) 2016-05-25
CN105611456B true CN105611456B (zh) 2018-11-02

Family

ID=55990937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610025260.3A Active CN105611456B (zh) 2016-01-15 2016-01-15 用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105611456B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112034439B (zh) * 2020-08-10 2023-09-01 上海船舶电子设备研究所(中国船舶重工集团公司第七二六研究所) 交叉式高频换能器阵
CN112965050B (zh) * 2021-02-03 2023-12-12 中山大学 一种中高频宽带多指向性发射基阵实现方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101106835A (zh) * 2007-07-12 2008-01-16 电子科技大学 阵列式声频定向超声波扬声器
CN101583062A (zh) * 2009-06-26 2009-11-18 电子科技大学 阵列式微型声频定向换能器
CN101715157A (zh) * 2009-10-30 2010-05-26 北京信息科技大学 一种基于串并联压电复合材料的圆柱换能器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HU229608B1 (en) * 2011-10-04 2014-03-28 Zoltan Bay Loudspeaker

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101106835A (zh) * 2007-07-12 2008-01-16 电子科技大学 阵列式声频定向超声波扬声器
CN101583062A (zh) * 2009-06-26 2009-11-18 电子科技大学 阵列式微型声频定向换能器
CN101715157A (zh) * 2009-10-30 2010-05-26 北京信息科技大学 一种基于串并联压电复合材料的圆柱换能器

Also Published As

Publication number Publication date
CN105611456A (zh) 2016-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11670863B2 (en) Multibeam antenna designs and operation
CN102394349B (zh) 一种基于强互耦效应的八角环平面双极化宽带相控阵天线
CN106911010B (zh) 一种基于子阵级的大单元间距相控阵天线
MX365762B (es) Formacion de haces usando una disposicion de antenas.
WO2017044168A3 (en) Efficient planar phased array antenna assembly
EA201890683A1 (ru) Передача с помощью гибридной фазированной решетки
WO2015139294A1 (zh) 一种阵列天线
RU2709423C2 (ru) Антенная система с поверхностными волнами
CN105611456B (zh) 用于实现声学换能器阵列圆周无指向性的自补偿结构
JP2023009095A (ja) レーダ装置及び送受信方法
Mao et al. Transmit subaperturing for MIMO radars with nested arrays
JP2015070541A (ja) アンテナ装置
WO2018081344A3 (en) Electromagnetic navigation antenna assembly and electromagnetic navigation system including the same
US20160301458A1 (en) A node in a wireless communication system with four beam ports and corresponding method
CN108631068B (zh) 基于波形分集的聚束型涡旋电磁波生成方法
CN104882681A (zh) 圆极化天线及其制作方法
CN110429376A (zh) 天线单元、天线阵列和天线
RU164860U1 (ru) Всенаправленная директорная антенна
EP3273539A1 (en) Loop antenna
CN109103580A (zh) 磁极子滤波天线与磁极子滤波天线阵列
Mofrad et al. Comparison of antenna beam broadening methods for phased array radar applications
CN108321530A (zh) 基于单个介质谐振器的oam无线电波产生装置
CN205355241U (zh) 双臂圆锥对数螺旋天线系统
CN106207423B (zh) 一种斜极化天线及其组成的天线阵列
CN107508047A (zh) 一种平面结构圆极化与线极化微波双向转换器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant