Page 88 - 《应用声学》2022年第3期

410 2022 年 5 月

1.965 MHz，6 dB 带宽范围为 0.89 ∼ 3.04 MHz，相 3 结论
对带宽 (FBW) 达到 109.4%。CMUT 换能器的相对
带宽远大于传统压电陶瓷换能器 70% ∼ 80% 的相 本文针对图像声呐系统的应用需求，设计了一
对带宽，且该换能器工作频率满足了高频图像声呐 种 CMUT 换能器结构，基于硅晶圆键合工艺制备
系统的需求。 出了 CMUT 换能器，最后对换能器的主要性能参
数进行了测试和分析。测试验证了该 CMUT 换能
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器具有发射和接收超声波的功能，其中心工作频率
为 1.965 MHz，在 1 MHz、2 MHz 和 3 MHz 频率时
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的接收灵敏度分别为 −218.29 dB、−219.39 dB 和
DC
−218.11 dB，6 dB相对带宽(FBW)达到109.4%，显
示出优秀的宽频带特性，工作频率也满足了高频图
ᨸڱ 像声呐系统的需求。在脉冲回波测试中，CMUT 换
CMUT(2Ղ)
能器与铝块之间的距离测量结果和铝块厚度测量
图 12 CMUT 换能器带宽测试装置示意图 结果均与理论相符，显示了该CMUT换能器具备了
Fig. 12 Schematic of the CMUT bandwidth mea- 基本的测试能力。基于本文提出的 CMUT 换能器
surement setup 的电容单元结构参数，结合硅微加工制造优势，设计
和制备 CMUT换能器二维阵列，将能够满足日益增
700
长的三维图像声呐系统对二维阵列换能器的迫切
600
需求。
500
400 参 考 文 献
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