水声换能器是成像声呐的重要部件,是声呐进行水下声场辐射与获取回波信号的媒介。其性能水平高低与否,直接影响到声呐设备的探测效能与成像效果。本文根据换能器应具有较高横向分辨率的实际需求,设计了三种不同工作频率的高频单波束成像声呐用换能器,并进行了性能测试与成像实验。对均匀线列阵换能器进行参数选定与信号仿真,为今后的线阵换能器实物及信号处理奠定理论基础。为了实现成像声呐换能器的设计与实现,主要完成的工作如下:1.收集整理成像声呐相关资料以及国内外发展与研究现状,列举了国内外几款典型的成像声呐产品与换能器;介绍了水声换能器在材料、构型与振动模式等方面的发展现状,提出研究目的与意义。2.对TKIS-I型头盔式成像声呐的组成部分以及成像效果进行分析。通过对其675KHz换能器的测试实验,得出对近距离的小距离临近目标区分度不够的缺点,并分析可能的原因及解决方案。3.提出了换能器应具有较高横向分辨率的产品需求,对换能器性能参数指标进行了分析阐述。设计了工作频率为1MHz的换能器,并对换能器样品进行了消声水池实验,对换能器的电导纳、发射响应、接收灵敏度等性能参数进行数据提取,验证所设计的换能器是否符合要求。4.为了进一步提高换能器的近距离横向分辨率,在分析了换能器声压分布与频率关系后,将换能器工作频率选定为2.25MHz和3MHz,以形成更窄的指向性波束,使横向分辨率进一步提高。对制作好的换能器样品进行水池测试与成像实验,分析单波束换能器的指向性特征。5.在单波束研究的基础上,为了在不降低横向分辨率的前提下提高成像声呐的扫描效率,建立了均匀线列阵信号模型,并对指向性、波束宽度、旁瓣抑制、扫描效率等指标进行仿真分析,为阵列换能器数据处理与样品实物提供理论基础。6.综合全文对换能器设计过程进行总结与展望。分析换能器设计与测试实验过程中出现的问题,并对下一步需要完善的工作进行分析。