光纤矢量水听器指向性锐化技术研究

1引言光纤水听器和矢量水听器是近些年来出现的新型水听器,与普通声压水听器相比,它们有着较为优越的性能[1],光纤矢量水听器则结合了二者的优势,有着更为广阔的应用前景,在本文中,我们分析了光纤矢量水听器的指向性并对其进行了海试实验验证。     

光纤水听器调制激光光源的一种实现方法

在干涉型光纤水听器的信号检测技术中,采用相位载波零差检测方式,直接调制激光光源,具有明显的优越性。提出了一种实现方法,通过产生高频正弦波,对激光光源(多量子阱分布反馈激光器),进行直接驱动调制。光源调制输出波形精确多样(正弦波、三角波(包括锯齿波)和方波),输出频率大范围(0～20MHz),连续可调。实验表明达到了水听器对光源的要求。此调制技术也可在光纤通信等其它领域得以应用。     

干涉型光纤水听器灵敏度校准方法研究

研究了利用贝塞尔函数比值来估算得到干涉型光纤水听器光相移的方法,而得到光纤水听器的相移灵敏度。对理论模型进行了模拟,并对一推挽式干涉型零差光纤水听器进行了实际校准。     

评价光纤水听器探头的性能参数

光纤水听器声学性能的准确评价一直是人们非常关心的问题。简要叙述了相位干涉型光纤水听器的工作原理,指出了光纤水听器探头和光纤水听器系统的区别。作为光纤水听器的关键技术之一,光纤水听器探头声学性能的测试还没有明确的规范或标准。为此,提出了有关评价光纤水听器探头声学性能的参数,如相移灵敏度、加速度相移灵敏度、相对加速度相移灵敏度、指向性、相移灵敏度随静水压的变化、相移灵敏度随温度的变化等的定义,并给出了相关的表达式,对准确测量和评价光纤水听器探头的声学性能有一定的借鉴意义。并希望通过这样的讨论,促进光纤水听器探头性能测试的规范和相关标准的制定。     

压电水听器线阵与DFB光纤水听器线阵的分析

分布反馈式(Distributed Feedback,DFB)光纤激光水听器因其多方面优越的性能近些年发展迅速,国内已对由其组成的线阵进行了成功的湖试.为检验更大规模DFB光纤激光水听器线阵的实用性能及与传统压电水听器线阵的性能区别,在某湖进行了实验,获得了传统压电水听器线阵和8元DFB光纤水听器线阵的相关数据.分析了...     

空气背衬芯轴型光纤水听器声压相移灵敏度的优化设计

分别采用解析法和有限元法对空气背衬芯轴型光纤水听器的声压相移灵敏度进行了理论分析,并通过实验验证,得到了一组提高空气背衬芯轴型光纤水听器声压相移灵敏度的设计准则。     

基于光纤水听器的声场水平相关性研究

1.引言 光纤水听器具有不受电磁干扰、损耗小、质量轻、体积小、可以大规模成阵、灵敏度高等优点,这使得光纤水听器近几年在国内外得到了广泛重视和快速的发展[1].中科院声学研究所声场声信息国家重点实验室与长沙国防科技大学合作于2002年成功研制了一条32阵元光纤水听器阵.2002年8月,在渤海进行了一次海上实验,以检测光纤水听器的性能.本文利用光纤水听器阵获得的气枪声信号进行了声场的水平相关性分析,并与理论结果进行了比较.     

同轴干涉型光纤水听器声压灵敏度特性分析

建立了等效模型对含弹性增敏层的同轴干涉型光纤水听器的声压灵敏度进行了理论研究，分析了探头的结构参数和材料特性对声压灵敏度的影响．分析表明，水听器的声压灵敏度随缠绕光纤长度和芯轴长度的增加而增加，随骨架厚度和增敏层的厚度比例的减小而增大，同时采用杨氏模量和泊松系数小的增敏材料能够提高灵敏度．得到了提高探头声压灵敏度的有效途径，并制作了一系列光纤水听器样品，对理论分析结果进行了实验验证，理论分析结果与实验结果基本吻合．     

液体光声效应及光纤水声探测技术的研究

利用液体的光声效应可以实现对液体成分含量的检测.将光纤水声探测技术与液体的声光效应相结合,是一项新的研究内容.本文介绍了液体光声效应产生的三种主要的机制,论述了液体光声效应的研究现状和在科研和生产中的应用.分析了光纤水声传感器用于光声效应中声信号检测的可行性.对各种光纤水听器的结构和原理进行了详细的介绍,对不同类型的光纤水声探测技术进行了讨论和比较,并预测了光纤水听器的发展前景.     

干涉型光纤光栅水听器实验研究

介绍了干涉型光纤光栅水听器的传感原理,阐述了光纤光栅水听器的干涉仪解调实验系统构成方式。利用金属弹性片增敏结构构成的光纤光栅水听器试样,测得其增敏结果为9000倍,试样测试得到100～1000Hz内-172--164dB的相移灵敏度实验结果。     

低频柱形光纤矢量水听器的加速度计性能研究

针对低频拖曳线列阵和海底固定布放线列阵应用,研究以碟型光纤加速度计为敏感元件的光纤矢量水听器的建模和优化方法,提出小尺寸、高灵敏度的低频柱形光纤矢量水听器的加速度计方案。     

光纤水听器灵敏度测量

本文叙述了用试验分析的方法对干涉型光纤水听器灵敏度进行测量。     

光纤水听器解调干涉仪减振降噪技术研究

为减少外界振动和空气中噪声对光纤水听器解调干涉仪的干扰,通过实验研究了隔振器、抽真空隔声两种方式。实验表明,真空、隔振均对抑制光纤水听器解调干涉仪的噪声有显著效果,两种措施同时使用可使全频段内噪声降低20dB以上,能够满足使用要求。     

光纤水听器频分多路复用研究

本文通过对光纤水听器阵列中频分多路复用（FDM）方案的理论分析及实验研究,探讨了在多光源、多基元条件下信号调制频率以及频率间隔的选择,为以后大型光纤水听器的构阵研究打下基础。     

干涉型光纤水听器PGC解调处理研究

在干涉型光纤水听器的信号检测处理技术中,基于相位产生载波(Phase Generated Carrier 简称PGC)的处理方法应用广泛,本文通过对PGC技术的理论和仿真分析,说明采用PGC技术的可行性意义,并在光纤水听器系统联调实验中得到了验证     

DFB光纤激光器声致弯曲振动研究

对利用DFB（分布反馈式）光纤激光器进行水声探测时的弯曲振动问题进行了分析与实验研究。总结了采用非平衡干涉仪解调系统解调的DFB光纤激光水听器的声压灵敏度计算公式;基于梁的弯曲理论,通过数值方法计算了两端固定的DFB光纤激光器在50Hz～2000Hz频率范围内的声压灵敏度,绘制了该频率范围内的频响曲线：采用振动液枉法对一支DFB光纤激光器在该频率范围内进行了实验研究,实验数据具有良好的可重复性,实验结果与理论分析吻合。表明了细长型结构的DFB光纤激光器在水声场中很容易由于弯曲振动而引入较大的非声压振动的干扰信号,影响其水声探测性能,有必要在DFB光纤激光水听器探头的设计中考虑这一因素。     

贝塞尔函数比值法求定干涉型光纤水听器相移幅值的模拟试验和精度分析

本文对求定干涉型光纤水听器相移幅值的贝塞尔函数比值法进行了模拟试验和精度讨论。试验进一步验证了这种方法的正确性，同时也指出了该方法具有的局限性，最后得出了几点结论。     

成组光纤水听器特性研究

成组光纤水听器具有能抑制流噪声、有指向性、灵敏度高等优点,可应用于全光拖曳阵.介绍了成组光纤水听器的概念,建立了其拾取水声信号的水声信号检测模型,理论分析了其灵敏度和指向性.完成了四子单元的芯轴型成组光纤水听器的光学设计和机械设计.在非消声水池中,采用脉冲法测定了其灵敏度和指向性.结果显示:此结构的成组光纤水听器灵敏度为-152dB(0dB=1rad/Pa),与理论值-151dB基本符合;当时,指向性函数主瓣宽度为28°,与理论值26°度基本吻合.     

干涉型光纤水听器虚拟接口设计与实现

为设计干涉型光纤水听器虚拟接口,分析了其输出信号特点,根据非NI采集卡特性,利用VC＋＋设计文件名为hs．dll动态链接库（DLL）。通过调用动态链接库,在LabVIEW平台下编写信号虚拟化VI程序,并采集模拟水听器信号,分析信号特征。结果证明信号达到了虚拟化理想效果,可为虚拟解调干涉型光纤水听器提供接口电路。     

MEMS仿生矢量水听器优化设计

针对纤毛式MEMS仿生单矢量水听器灵敏度偏低、频响曲线起伏较大的缺陷,对该结构水听器进行了优化设计.通过理论分析和仿真计算,从两方面进行了优化,一是纤毛材料的选择,选用光纤替代塑料柱体;二是设计了一种"半油半酯"新型封装结构.最后在国防水声一级计量站对该封装水听器进行了相应的校准测试.测试结果表明,该水听器性能较之前有了明显提高,灵敏度达到-165 dB(包括前置放大26 dB),频响范围为20 Hz～2 kHz(±4 dB),具有良好的"8"字型指向性.