實驗名稱：多元振子互輻射效應理論研究與六元振子電動式換能器的輻射聲功率和電聲效率實驗分析。

實驗目的：本研究旨在探究多元振子互輻射對超低頻電動式換能器性能的提升作用。通過建立等效電路模型與制作六元振子樣機，重點驗證了該結構在提升輻射聲功率和電聲效率方面的有效性，為水下無人平臺提供了高效聲源解決方案。

測試設備：水池聲輻射性能測試系統(tǒng)（換能器安裝平臺、水聲測量傳感器陣列及數(shù)據(jù)采集單元）、功率放大器（ATA-63120）、電流激勵信號源以及計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

圖1：傳統(tǒng)單振子電動式換能器與六元振子電動式換能器

圖2：實驗流程圖

實驗過程：本研究通過多元振子互輻射理論建模與實驗驗證系統(tǒng)分析超低頻電動式換能器性能。首先建立有限元模型驗證六元結構聲學特性，確認性能增益源于互輻射效應；隨后制作單振子與六元振子樣機，在消聲水池中進行對比測試。實驗結果表明，多元結構在發(fā)射響應、聲功率和電聲效率方面均有顯著提升，驗證了互輻射機制對解決超低頻換能器輻射阻過低問題的有效性，為水下平臺提供了新型高效聲源方案。

實驗結果：基于多元互輻射的六元振子結構可實現(xiàn)超低頻聲源性能顯著提升，發(fā)射電流響應提高約15dB，輻射聲功率最大增至單振子的41倍，電聲效率提升約6倍；在20–90Hz測試頻段內，理論與實驗數(shù)據(jù)吻合良好，驗證了互輻射阻抗模型的準確性；該方法在超低頻范圍內穩(wěn)定運行，全面滿足水下無人航行器對高效、低能耗聲源的性能需求。

圖3：電動式換能器發(fā)射電流響應(TCR)的測試結果

圖4：電動式換能器電聲效率的測試結果及其比值關系

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審核編輯 黃宇