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第一章 水声换能器及基阵的概述1

第一节 水声换能器及基阵在水声设备中的地位和作用1

第二节 水声换能器及基阵的分类1

一、水声换能器的分类1

二、水声基阵的分类2

第三节 水声换能器的研究方法及它的一般关系式，水声基阵的研究方法3

一、水声换能器的研究方法及它的一般关系式3

二、水声基阵的研究方法5

第四节 水声换能器及基阵的主要性能指标5

一、水声换能器的主要性能指标5

二、水声基阵的主要性能指标8

第二章 压电陶瓷换能器11

第一节 压电陶瓷的物理性能11

一、压电陶瓷的内部结构11

二、压电陶瓷的介电特性15

三、压电陶瓷的弹性特性21

四、压电陶瓷的压电特性33

五、压电陶瓷的主要性能指标及各类材料的特性43

第二节 长度振动模式压电陶瓷振子(λ/2)的理论分析46

一、长度振动模式的压电方程46

二、压电棒的纵振动47

三、机电等效图49

四、发射工作状态的特性分析52

五、接收工作状态下的特性分析56

第三节 纵振复合棒型换能器的理论分析及工程设计方法62

一、理论模型62

二、晶堆的机电状态方程式及等效图63

三、盖板的机械等效图67

四、纵振复合棒换能器的机电等效图71

五、发射工作状态下的特性分析72

六、接收工作状态下的特性分析78

七、工程设计计算方法82

第四节 圆柱型换能器的理论分析84

一、圆柱型换能器的结构84

二、圆柱型换能器的位移、应变与振动方程85

三、径向极化压电圆柱的动态理论分析87

四、径向极化薄壳圆柱型换能器的等效图92

五、径向极化圆柱换能器的收发特性分析96

六、切向极化换能器的工作特性分析99

七、圆柱接收器在低频接收时的静态理论103

第五节 弯曲圆盘换能器的理论分析108

一、弯曲圆盘换能器的结构形式109

二、弯曲圆盘换能器的理论模型和分析方法110

三、三叠片圆盘的动能110

四、圆盘的位能111

五、弯曲圆盘换能器的基本参量116

六、弯曲圆盘换能器的等效图122

七、弯曲圆盘换能器在发射工作状态下的特性分析123

八、弯曲圆盘换能器在接收工作状态下的特性分析127

第六节 其它各类压电换能器的结构、特性分析及使用场合128

一、球形换能器的结构、特性分析及使用场合128

二、弯曲伸张型压电换能器的工作特性134

第三章 磁致伸缩换能器的简单介绍150

第一节 磁致伸缩效应150

一、磁滞及涡流效应150

二、磁致伸缩效应153

三、磁致伸缩方程式、磁致伸缩效应对材料机械和磁性特性的影响及机电耦合系数157

第二节 圆环型磁致伸缩换能器的理论分析162

一、圆环型磁致伸缩发射器的特性分析162

二、圆环型磁致伸缩接收器的特性分析174

第三节 其他类型磁致伸缩换能器的结构和特性分析177

一、变压器型和π磁致伸缩换能器的结构和特性分析177

二、弯曲型磁致伸缩换能器的简单介绍199

第四章 水声基阵的理论分析200

第一节 形成水声基阵(换能器)指向性的物理原因及其条件，表征指向性特性的几个重要物理参数(指标)200

一、形成水声基阵(包括换能器)指向性的物理原因及其条件200

二、表征指向性特性的几个重要物理参数(指标)202

第二节 简单基阵(包括典型换能器)的指向特性205

一、点源等间隔的直线阵205

二、均匀连续直线或细柱换能器的指向性212

三、点源等间距圆周阵215

四、椭圆点阵221

五、任意形状的离散阵的指向性223

六、连续系统的方向特性函数224

第三节 基阵由复合系统组成时的指向性235

一、Bridge乘积定理235

二、点源直线阵组成的复合阵236

三、连续线性的复合阵240

四、矩形(或方形)活塞面的复合阵241

五、另一种连续线的复合阵243

第四节 基阵的波束控制--束控244

一、束控的基本概念244

二、幅度束控的几种设计方法245

三、相位束控--利用相位补偿控制波束257

第五节 相控发射阵的工作特性267

一、基阵中各基元间相互作用的效应267

二、振速控制的基本原理271

二、经振速控制后圆柱阵的指向性278

第六节 水声换能器及其基阵对宽带信号的指向特性283

一、功率指向性响应函数b(α，θ)283

二、宽带的功率指向性响应函数b(α，θ，ω)286

三、恒定束宽阵的概念和特性291

四、通过线性组合法来实现恒定束宽阵的设计原理和步骤293

五、用傅氏变换来设计恒定束宽阵299

六、利用特定的几何形状及振速分布来获得宽带恒定束宽305

第七节 乘积阵的指向特性307

一、乘积阵的基本工作原理307

二、由线列阵分裂而组成的相乘阵309

三、时间平均相乘阵310

四、双基元经非线性处理后所形成多元等效基阵313

第八节 基阵的空间相关特性及相关基阵的理论320

一、基阵对信号的空间相关特性323

二、基阵对干扰噪声的空间相关特性325

三、基阵对宽带信号和宽带噪声的空间相关特性327

四、基阵的空间处理增益328

五、线列阵的阵增益的计算329

六、连续体类型基阵的处理增益332

七、轴向集中(集聚)系数和空间处理增益的比较335

第五章 水声换能器及基阵的基本性能参量的测量和计算337

第一节 水声换能器阻抗或导纳的测量337

一、平衡电桥法342

二、矢量分解法343

第二节 水声换能器的接收灵敏度的测量344

一、常规互易校准法345

二、比较法349

三、测试条件350

第三节 水声换能器及基阵的发射响应和轴向声压的测量355

第四节 水声换能器及基阵的指向性图的测量359