声波测井在油气储层评价和固井质量检测中是一种不可或缺的方法，它在石油勘探和开发中具有非常重要的意义。在实际中，作为声波测井仪器的核心部件之一，低频宽带大功率声学换能器对声波测井技术的发展起到了决定性的作用。本文主要围绕以上实际需求，研究低频、宽带和大辐射功率的偶极声波测井发射换能器的思路与方法，通过理论分析、数值模拟和实验测量，本文设计了几种不同的偶极声波测井换能器，并分别对其进行了深入而系统的研究分析。论文的具体研究内容如下:　　首先，论文基于能量法对压电叠片弯曲激励源的振动特性进行分析。先采用能量法分别对单模及多模耦合换能器进行描述，推导其等效电路。随后主要针对压电单叠片、双叠片和三叠片，求解压电叠片的各阶模态的振型函数和固有频率。在对压电双叠片振动分析中，根据E-B梁理论定解了在钳定和质量载荷边界条件下叠片梁的固有频率及振型函数，然后根据振型函数推导得到叠片的等效电路。在对压电三叠片振动分析中，分析了等长和不等长三叠片的振型函数和固有频率的求解过程。　　其次，论文提出了一种利用压电陶瓷三叠片弯曲振动作为驱动装置的摆动圆柱式偶极发射换能器，论文对换能器的外部辐射结构进行了数值模拟分析和优化设计。具体地，采用有限元方法对换能器的外部辐射结构进行模态分析和各个结构参量对换能器外部辐射结构的振动模态影响规律的分析。论文还对换能器整体结构进行模态分析和谐响应分析，分析了换能器在空气和水中的输入电导、发射电压响应和发射指向性等辐射性能指标。在此基础上，对提出的换能器进行了制作和实验测量，并与数值模拟的结果进行了对比分析。同时论文采用有限元方法对传统偶极子发射换能器的振动特性和辐射性能进行了数值模拟分析，并与提出的换能器的发射电压响应的数值模拟结果进行对比，说明了利用压电陶瓷弯曲三叠片作为驱动装置的摆动圆柱式偶极发射换能器具有可行性。　　然后，在以上工作基础上，论文提出了一种基于多组压电陶瓷弯曲三叠片作为激励源的摆动圆柱式偶极宽带发射换能器，并采用有限元方法对换能器的整体结构进行了模态分析和谐响应分析，分析了换能器在空气和水中的输入电导、发射电压响应和发射指向性等辐射性能指标。其次对提出的换能器进行了制作和实验测量，并与数值模拟的结果进行了对比分析。之后论文采用有限元方法对传统偶极子发射换能器的振动特性和辐射性能进行了数值模拟分析，最后将提出的偶极子发射换能器与传统的压电弯曲换能器的发射电压响应的数值模拟结果进行了对比，指出了提出的基于多组压电陶瓷弯曲三叠片激励源的摆动圆柱式偶极发射换能器具备低频、宽带和大功率的特点。　　最后，论文提出了一种利用电磁式驱动装置作为激励源的摆动圆柱式偶极发射换能器的设计方案。论文对换能器的内部电磁式驱动振子采用的电磁式线性马达的工作原理进行了较深入研究。论文同时采用有限元方法对换能器进行了初步的数值模拟分析，包括对内部电磁式驱动振子进行谐响应分析，对换能器整体结构进行了模态分析和谐响应分析，对换能器的频率响应和发射指向性等辐射性能指标进行了分析。