宽带换能器在水声技术领域有着广泛而重要的应用。换能器的带宽影响传输声信号的频谱和信号的波形;决定信号的传输速率、通讯的可靠性和保密性、回波的信息量等;对于整个收发换能器系统来说,换能器工作带宽的增加还可以提高阵的增益。与其它结构类型的换能器相比,纵向振动换能器易利用多模耦合原理拓展宽带且结构坚固,性能稳定可靠,制作工艺简便且容易掌握。本文在传统结构的复合棒压电换能器中引入附加质量块与柔顺层等机械系统构成双前盖板换能器,可激励出换能器的一、二阶纵振动模态。基于级联理论给出了双前盖板换能器的等效电路图。利用有限元分析软件ANSYS调节质量块与柔顺层的参数,优化两阶模态的共振频率及响应,结合预应力螺杆的纵振模态减小谐振峰之间的凹谷,优化了换能器的宽带性能。设计制作了换能器试验样机,实验检验其性能。样机是由一、二阶纵振动与螺杆振动组成的一个倍频程左右的宽带换能器,其5dB起伏范围内工作带宽为8～19kHz,最高发送电压响应为148dB,水中最大电导值为3.2mS,理论设计与试验结果基本相符。