【摘 要】
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发射换能器是随钻声波测井仪器的核心部件，其工作带宽及辐射声波能量的强弱是仪器的关键技术指标。换能器是一个非线性容性负载，可以采用阻抗匹配的方式增强有功功率并拓宽工作频带。本文将换能器多模态等效电路与阻抗匹配网络结合，利用电路网格方程对元件参数进行求解。最终在消声水池进行声场测试，观测换能器有功功率、声场辐射声压、发射电压响应等电、声特性，综合评估阻抗匹配网络的效果，为后续的随钻仪器研发及实验测试提
【机 构】
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中国科学院地质与地球物理研究所深地资源装备技术工程实验室
【基金项目】
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中国科学院战略性先导科技专项（XDA14020301）项目资助；
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发射换能器是随钻声波测井仪器的核心部件，其工作带宽及辐射声波能量的强弱是仪器的关键技术指标。换能器是一个非线性容性负载，可以采用阻抗匹配的方式增强有功功率并拓宽工作频带。本文将换能器多模态等效电路与阻抗匹配网络结合，利用电路网格方程对元件参数进行求解。最终在消声水池进行声场测试，观测换能器有功功率、声场辐射声压、发射电压响应等电、声特性，综合评估阻抗匹配网络的效果，为后续的随钻仪器研发及实验测试提供帮助和指导。实验结果表明，本文所设计的阻抗匹配网络能够明显改善换能器的声波辐射性能，频带宽度拓宽3.3倍，有功功率提高1.7倍，声压增强1.8倍，发射电压响应提高5 dB,在12～16 kHz的频带内发射电压响应最高可达125 dB。
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