非致命性定向声波武器采用高强度的换能器声单元,通过组阵原理产生定向声波,实现对目标进行打击与控制等多种目的。非致命性定向声波武器采用压电换能器作为声单元时工作范围难以突破3公里,随着应用领域的推广,迫切需要将其工作范围提升到3公里至10公里,单个电磁式声波换能器的声压级和频响范围要优于压电换能器,因此采用电磁式大功率声波换能器作为声单元是很好的选择。本文选取一种满足大功率声波定向装置技术要求的号筒扬声器音头电磁式大功率声波换能器进行研究,通过对各功能部件中影响换能器性能的结构参数、材料参数和电磁参数进行分析与优化,获得电磁式大功率声波换能器的关键技术。首先,对比研究直接辐射式扬声器与号筒扬声器,阐述号筒扬声器提高辐射阻的原因,概述电磁式声波换能器的整体结构、结构部件以及电磁式声波换能器的基本原理,提出电磁式声波换能器各部件分析重点;其次,在COMSOL4.3b中建立不同类型换能器磁路结构的有限元模型,以磁隙中的磁感应强度的大小和均匀度为依据,选定磁路结构。讨论分析所选定磁路结构的结构参数、材料参数,对磁路结构进行优化,设计满足电磁式大功率声波换能器要求的磁回路;然后,研究换能器振动部件的薄壳振动理论,采用ANSYS建立球顶形、弧环形与V线环形振动部件的模型,通过有限元方法研究振动部件,对其进行静力学分析、模态分析,以一阶模态高、静力位移小为依据选择振动部件。建立具有不同折环的振动部件的有限元模型,分析不同折环对振动部件静力位移、模态的影响并确定折环结构。以降低振动部件的质量为目标,对单层与多层的音圈进行分析,研究音圈的结构与参数设计。对比研究声道环形分布式相位塞与声道辐射分布式相位塞,以制造和设计优势为依据,选取声道辐射分布式相位塞与V线环形振动部件匹配进行分析,在振膜的最大振幅和避免激发前室声学模态前提下分析前室厚度的设计,通过声学理论、压缩比分析相位塞声道的结构参数。最后,根据换能器参数,对其灵敏度、阻抗参数进行仿真。研究电磁式声波换能器灵敏度、阻抗测试方法,建立测试平台,对换能器进行测试,对比分析仿真结果与实测结果差异的原因。测试表明换能器在工作范围的声压级达到要求,阻抗结果存在差异,利用其作为非致命性定向声波武器的声单元是可行的。