基于矢量阵测量的局部近场全息技术研究

统计最优近场声全息技术是通过全息面上测量声压的线性叠加来反演重建面上的声学量,可以从理论上克服基于傅氏变换的近场声全息技术的局限性。针对水中圆柱体的噪声源识别问题,采用声压和质点振速测量来进行声全息计算,推导了基于振速测量的统计最优柱面近场声全息技术的重建公式。利用所编制的程序进行了仿真验证,最后设计矢量水听器进行水中全息实验,验证了该方法的可行性和准确性,实验结果表明,该技术在水中柱形声源辐射声场的噪声源识别和定位中有着明显的优势。     

Improvement of the MEMS bionic vector hydrophone

A kind of MEMS vector hydrophone with bionics structure was introduced in 2007. As the acoustic-electric transducer structure and the acoustic package of hydrophone have been optimized, the performance of the hydrophone has been greatly improved compared with the previous. This hydrophone calibration was completed in the National Defense Underwater Acoustics Calibration Laboratory of China. According to the test results, the sensitivity of the hydrophone is −165 dB (including pre-amplification 20 dB), the frequency response ranges from 20 Hz to 2 kHz (±5 dB), and this hydrophone has a good directional pattern in the form of “8”-shape.     

基于虚拟仪器的鱼声信息采集系统的设计

针对鱼群在给食前后的状态和食物需求之间的关系,文章设计一种基于水听器及NIMYDAQ采集卡的鱼声信号采集系统方案,通过水听器感知鱼在不同状态下的声信号,经采集卡和虚拟仪器（LabVIEW）编程实现模数转换、信号调理等环节,实现鱼声信号的采集、存储、显示与简单的分析任务。测试结果表明,该方案可以实现不同状态下鱼声信号的采集与处理。     

细长型光纤激光矢量水听器设计与仿真分析

针对细长型矢量水听器阵列的需求,提出了一种基于曲折梁的细长型光纤激光矢量水听器高灵敏度换能结构.根据弹性力学与振动理论,给出了该结构的灵敏度和谐振频率,并与现有的一些结构进行了对比,归纳出影响灵敏度与谐振频率的关键因素,探讨了在不降低谐振频率的前提下提高灵敏度的方法.建立了该曲折梁结构的三维ANSYS有限元仿真模型,由...     

基于FBG对的低加速度灵敏度拖曳声纳阵水听器

拖曳声纳阵列要求水听器在进行变速运动时不影响对水声压力信号的正常探测,这就要求水听器具有很高的抗加速度能力.为此介绍一种利用光纤光栅设计制造的对加速度不敏感而对水声压力信号具有高灵敏度的光纤水听器的实验研究结果.研制的光纤水听器声压灵敏度约为-140 dBrad/μPa,在25～6 300 Hz频率范围内具有平坦的声压...     

双检理论研究及合成处理

本文深入探讨了水、陆检波器的接收机制及波场动力学特征,认识到水层鸣震是由下行鬼波(虚反射)和上行微曲多次波组成。水检和陆检对于一次波、鬼波和微屈多次波具有不同的响应特征:对于一次波,双检的响应表现为同向;对于鬼波,双检的响应表现为反向;对于微曲多次波,双检的响应表现为同向。因此,本文通过水检和陆检同时采集的数据叠加去除鬼波;在此基础上,进一步求取海底反射系数,从而消除上行微屈多次波。本文方法在实际OBC资料处理中取得了良好应用效果。     

基于参数估计的光纤水听器解调系统研究

研究并实现了可工程应用的光纤水听器解调系统,采用相除查找表的PGC解调方案和逐步参数估计的参数提取方法.从理论上详细阐述了参数提取方法原理,并从实验上分析了该方法的稳定性和有效性.实验测试表明1倍频/2倍频相位延迟的提取精度优于5％.光强、伴生调幅和角度修正因子的估算精度分别达到0.5％,2.5％和5％,能够满足实际工程应用要求.所研制的光纤水听器解调系统解调结果谐波分量较少,失真小.相比于标准压电水昕器系统,具有很好的线性度.解调系统噪声本底达到- 90 dB/Hz@ 100 Hz和- 95 dB/Hz@1 kHz.10 h连续测试,SINAD方差小于1 dB,THD方差约为2 dB,表明系统具有较好的稳定性.上述技术指标,达到了目前工程应用要求.     

单矢量水听器二维DOA和频率联合估计算法

基于单矢量水听器,利用时延数据构造两个阵形相同的子阵,运用LS-ESPRIT方法,对信号数据矩阵进行特征值分解,提取其特征值和相应的特征向量中包含的频率和角度信息,从而实现单频窄带信号的二维DOA和频率的联合估计。具有较好的估计精度,无需搜索过程并且能够实现三维参数的自动配对。使用MATLAB进行仿真,与基于单矢量水听器的波达方向矩阵法和基于声压阵的LS-ESPRIT方法进行比较,结果表明,该方法具有较好估计性能。     

纤毛式MEMS矢量水声传感器的仿生组装

提出了一种纤毛式微机电系统（MEMS）矢量水声传感器的仿生组装技术.期望结合MEMS工艺和仿生组装工艺技术,解决复杂结构的仿生制造问题.文中简单介绍了仿生学理论以及定向探测机理.采用MEMS基硅微机械加工技术完成了传感器微结构的加工.通过模仿鱼类侧线器官神经丘感觉器的仿生结构,完成了传感器仿生微结构的组装,制作出纤毛式硅微仿生矢量水声传感器的模型样机.最后,完成了传感器的校准测试.测试结果表明,该水声传感器不但体积小、质量轻、结构简单,而且具有“8”字型的指向特性.该水声传感器的声压灵敏度为-197.7 dB（0 dB=1 V/μPa）.     

高性能水听器用胶管的研制

研制了一种高性能水听器用胶管,基体材料采用氯化丁基橡胶,配合一定份数的补强橡胶,进行了配方设计及挤出工艺研究。研制出的胶管满足水密和透声使用要求并且耐老化。