号筒负载压缩驱动头的出现,弥补了传统电声换能器效率低且指向性差的缺点。随着相位塞和号筒理论的不断完善,基于号筒负载压缩驱动头的大功率声波定向扬声器,已成为现代定向声波武器的主要发展趋势。大功率声波定向扬声器采用高声压级与高效率的号筒负载压缩驱动头单元,利用换能器阵列原理,辐射出高指向性的声波,以实现对指定物体进行控制与攻击的目的。然而,相位塞与号筒对压缩驱动头转换效率、声场分布、波束宽度及声压级等特性的影响,国内还未有相关论文对其进行完善的理论分析。本文主要对号筒负载压缩驱动头相位塞与号筒的结构特性进行理论研究与优化设计。首先阐述了号筒负载压缩驱动头的基本原理与相位塞的结构特性,建立了号筒负载压缩驱动头的集总参数模型,并通过归一化后的模型参数,进行最大效率点分析,研究主要参数对其性能的影响。同时,根据大功率声波定向扬声器的技术指标,提出了号筒负载压缩驱动头的设计要求和相应的设计参数。然后,分析了号筒负载压缩驱动头有无相位塞时,输出声学特性的差异与存在的原因,重点介绍了带有相位塞的压缩驱动头在性能上的改进。同时,基于Smith理论,利用模态抑制法在柱坐标系下构造出的Bessel方程组对3分环形通道相位塞进行设计(主要对相位塞环形通道的位置和入口面积进行设计),并通过数值仿真分析,验证了所设计的相位塞能够有效地抑制压缩腔内的声学共振。最后,在模态分解理论的基础上,利用BEM法对60??40?号筒在模态激励下的远场辐射特性、阻抗特性和喉口处的声场分布特性进行了仿真与分析,指出号筒在远场指向性上的缺陷。并利用最小二乘法对号筒进行优化,实现了恒波束宽度号筒的设计。同时,对设计完成的号筒负载压缩驱动头进行了指向性仿真和实验测试,验证了号筒负载压缩驱动头的设计,能够满足大功率声波定向扬声器的性能要求。