探测和识别沉底、掩埋水雷等小目标在军事上显得愈来愈迫切。在介绍掩埋小目标探测声纳现状的基础上,剖析了掩埋小目标声探测的技术难点,总结了小目标声探测技术的发展趋势,主要包括探测频率向低频发展,重点发展合成孔径探测技术,积极探索时反探测和MIMO探测方法,小目标识别技术向联合利用图像特征和散射特征的方向发展等,对沉底/掩埋小目标声探测技术研究及其声纳设计有借鉴指导意义。

水声发射换能器种类繁多,通常按工作频率加以区分.在低频段给出了几种工程上常用的低频大功率换能器的结构形式,并讨论了提高换能器工作极限的技术途径,同时还指出速度控制对低频声基阵的重要性.在中频段主要给出了拓展换能器工作带宽的各种结构形式及一种新的设计方法,并讨论了新材料应用及宽带匹配技术.在高频段给出了陶瓷颗粒簇匹配层换能器的等效电路,同时分析了高频换能器基阵机电一体化设计的发展趋势.结果表明,新结构、新材料、新工艺仍是推动水声发射换能器不断发展的技术途径.

采用双激励加匹配层来拓宽换能器的工作频带。利用有限元方法分析了双激励加匹配层换能器在空气中的振动模态，研究了这些模态在水中随几何尺寸以及匹配层材料参数变化的规律。并设计和制作了一种新型三谐振宽带换能器。与双激励或单匹配层换能器相比，增加了近一个倍频程的有效工作带宽，且频带内的响应起伏较平坦。其工作带宽为15kHz～42．5kHz．频带内发送电压响应的起伏为±3dB。

换能器是功率超声最基本最重要的器件,寻找、开发新材料是发展新型换能器的重要途径.稀土超磁致伸缩材料Terfenol-D具有优良性能,本文采用四端网络法和有限元ANSYS软件对稀土超声换能器进行了理论设计与分析,并制作了一种单独稀土超声换能器振子和带变幅杆的稀土超声换能器,其性能与压电换能器相比显示出了独特的优越性.