弯张换能器是一种广泛用于水下的低频、大功率发射换能器，已有多种类型的结构形式。针对近年来水中小目标平台等领域对小尺寸、轻重量、低频发射换能器的迫切需求，本文主要对弯张换能器如何进一步降低频率，实现小尺寸下的低频、较大功率、指向性发射等性能开展研究。
　　对于弯张换能器，其壳体的本征振动模态频率都较低，但加入长梁陶瓷堆驱动结构后换能器整体的等效刚度大大增加，从而使换能器谐振频率升高较多。鉴于长梁驱动结构带来频率增高的问题，本文提出了一种与壳体结构实现共形的驱动方式——共形驱动，对其进行研究设计，以使得壳体的弯曲振动模态频率升高较少，从而在同等尺寸下降低换能器的工作频率。由于新的驱动结构与壳体共形，使得驱动形式更加多样，本文研究共形驱动不同结构形式换能器的性能，分别设计出三种不同特性和结构的换能器，实现低频、大功率、指向性发射的性能。
　　Ⅳ型弯张换能器结构相对简单，应用最为广泛，所以本文首先以Ⅳ型弯张换能器为基础模型，进行共形驱动在Ⅳ型弯张换能器椭圆壳体上的应用研究。对共形驱动椭圆环换能器的主要振动模态及特征进行了分析，根据基本模型的振动特性，进一步提出了分段驱动的大功率辐射模型，分析了此模型下换能器空气中及水中的电声特性，进行了结构参数对振动及辐射特性的影响分析，总结出降低工作频率的方法。并与同壳体结构的长梁驱动形式进行性能对比分析，得出共形驱动较长梁驱动椭圆环换能器的谐振频率下降约45％。又进行（了）四种驱动结构换能器优质因数的计算，得出共形驱动具有较高的体积和重量优质因数，具备较好的综合性能。
　　其次，提出了共形驱动三边型换能器的结构形式，探究了三边型换能器的基础振动模态，对换能器辐射面振动位移特性进行分析，得出三边型换能器辐射面具有同相辐射的振动特性，易于实现较大功率工作。进行了换能器主要结构参数对谐振频率和发送电压响应影响规律的分析，获得了进一步降低换能器谐振频率的方法。并与长梁驱动三边型换能器进行性能对比，得出共形驱动较长梁驱动三边型换能器谐振频率下降约30％。仿真计算结果表明共形驱动三边型换能器同样可以实现低频、小尺寸、较大功率工作。
　　随后对共形驱动椭圆环换能器应用模态叠加原理实现指向性辐射进行了研究。从椭圆壳的振动模态出发，确定可实现全向和偶极子指向性的两阶振动模态，进一步采用合理的共形驱动形式，以激励出这两阶振动模态，应用模态叠加原理，实现换能器心形指向性的辐射性能。并针对边界条件对实现换能器指向性发射的基础振动模态的影响进行了分析，得出在椭圆壳长轴边缘进行刚性固定情况下，更容易使用模态叠加原理，形成更好的指向性性能，并具有更高的辐射效率。
　　最后，制作了共形驱动椭圆环换能器和共形驱动三边型换能器，并对换能器样机进行了性能测试。测得共形驱动椭圆环换能器水中谐振频率为520Hz，最大发送电压响应值为135.4dB，实现了换能器的低频、小尺寸、较大功率的特性，得出共形驱动具有进一步降低换能器工作频率的重要结论。测得共形驱动三边型换能器水中的谐振频率为1080Hz，最大发送电压响应值为119.9dB，同样可得出共形驱动三边型换能器也具有低频、小尺寸、较大功率的特性。在共形驱动椭圆环换能器样机模型上，利用模态叠加形成心形指向性的驱动下，测得换能器水中谐振频率为1480Hz时，形成了较明显的心形指向性，最大凹坑深度达8dB，具有单向辐射的声场分布。
　　共形驱动的提出，为弯张换能器进一步实现低频、小尺寸、较大功率工作提供了新的方式，具有广泛的待研究内容，也具有广阔的应用前景。