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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