有机材料与PVDF复合连结圆管水听器

本文介绍了一种高灵敏度的有机材料与ＰＶＤＦ复合连结圆管水听器。对其结构、原理及实测数据进行了讨论。该水听器具有低Ｑ值、低声阻抗率，易于与水介质匹配，重量轻、柔软性好、不易破碎，易于在漂浮或半漂浮状态下工作等特性，其ｇ＿３１为２７０ × １０～（－３）Ｖｍ／Ｎ，ｈ＿ｐ为７５μｍ，实测自由场接收灵敏度为－２０２ｄＢ±１ｄＢ比Ｄｏｎａｌｄ Ｒｉｃｋｅｔｔｓ的实测值高出１０ｄＢ（２００—２０００ＨＺ频段内）。它优于实心ＰＺＴ压电薄壳圆管水听器，可以替代传统的ＰＺＴ水听器，成为新一代的海洋探测水听器或换能器。     

PVDF圆柱水听器的最新特性

本文作者最新研制成一种ＰＶＤＦ圆柱形水听器（ＰＣＨ）。这种水听器有一系列突出的优点，例如，耐高静水压（水下３００～４５０ｍ），小的尺寸及自重轻，低的加速灵敏度（－８０～－９０ｄＢ ｒｅｌｖ／ｇ），宽的频率响应（２０Ｈｚ—２０００ＨＺ），整体封装及坚固的结构，高的自由场接收电压灵敏度（－１９４．ｄＢ，ｒｅｌｖ／μＰａ）以及均匀的方向特性。 这种最新水听器特别适用于探测水下目标的线列阵。     

1—3型压电复合材料圆柱形水听器

通过对圆柱形水听器在低频接收时的静态理论分析,得到了1－3型压电复合材料径向极化圆柱形水听器的自由场电压接收灵敏度计算公式;分析了不同背衬材料及不同厚度的复合材料对圆柱形水听器灵敏度的影响;实测了1－3型压电复合材料圆柱形水听器的自由场电压接收灵敏度。试验值与理论计算值基本吻合。     

1-3型压电复合材料圆柱形水听器

通过对圆柱形水听器在低频接收时的静态理论分析,得到了 1－ 3型压电复合材料径向极化圆柱形水听器的自由场电压接收灵敏度计算公式;分析了不同背衬材料及不同厚度的复合材料对圆柱形水听器灵敏度的影响;实测了 1－ 3型压电复合材料圆柱形水听器的自由场电压接收灵敏度。 试验值与理论计算值基本吻合。     

采用DFB＋MZ调制器组件为光源的10Gb／s100kmG.652光纤传输实验研究

报道了运用ＤＦＢ－ＬＤ与Ｍ－Ｚ调制器单片集成组件为光源实现１０Ｇｂ／ｓ１００ｋｍ常规单模光张的传输实验。实验表明,采用光源预啁啾技术可延长系统的传输距离。在误码率ＢＥＲ＝１０＾－１０时,传输后的功率代价为１．１ｄＢ,接收灵敏度为－１６．５ｄＢｍ。这一结果达到了国外同类实验的水平。     

前置光放大器实验研究

报道了在１４０Ｍｂ／Ｓ光通信端机上采用国产１．３μｍ低噪声半导体光放大器作为前置光放大器的研究结果。理论分析和实验表明，必须采用窄带光学滤波器滤除光放大器自发辐射引起的各种噪声。当光学滤波器为最佳带宽４ｎｍ，光放大器为最佳电流６５ｍＡ时（此时增益为１４ｄＢ），系统接收灵敏度改善５ｄＢ。前置光放大器噪声指数大约为３ｄＢ。     

用偶极子换能器驻波场校准系统校准声压水听器

我们研究了采用偶极子接收换能器的驻波场校准系统,通过调整该系统水小箱中的驻波形式,实现局部空间内的均匀声场,从而可以用来进行声压水听器的比较法校准,并与振动液柱法校准结果相比较,从２０Ｈｚ～２０００Ｈｚ范围内两种方法测得的接收灵敏度偏差小于１ｄＢ。     

弯曲伸张型拖曳水听器低频接收灵敏度的计算方法及其应用

本文研究的是常用于海洋拖曳线列基阵中的接收水听器，这是一种结构上类似于弯曲伸张V换能器的新型水听器，本文根据力学原理导出了这种水听器的低频接收灵敏度的计算公式，从而提出了根据接收灵敏度要求进行该水听器工程设计的简便方法。     

4×155Mb／s频分复用（FDM）光纤通信系统的研究

报道了一个无故障工作时间大于２４小时的四路１５５Ｍｂ／ｓ频分复用（ＦＤＭ）光纤通信系统，实测系统误码率优于０×１０（－１４）。系统接收机包括解复用光滤波器，接收机灵敏度优于－３０ｄＢｍ（ＢＥＲ＝１×１０（－９），频道间距为０．１ｎｍ，四路ＦＤＭ信号－２０ｄＢ的总谱宽为０．７ｎｍ。系统采用国产ＤＦＢ激光器为光源，实际光纤传输距离１８ｋｍ。系统全部实现了脱离光学平台的模块化结构，在长期的系统实验中显示了优良的稳定性。这一成果为ＦＤＭ在光纤传输接入网中的进一步实用化开发铺平了道路。     

109公里2.5Gb／s无中继IM／DD光纤传输实验系统

对国内首次２．４８８Ｇｂ／ｓ光纤传输系统实现结果进行了报道。系统工作波长１５５０ｎｍ，利用常规单模光纤实现了１０９公里无中继传，要用ＩＭ／ＤＤ方式，接收机灵敏度为－３０．５ｄＢｍ．     

A new multilayer planar PVDF standard hydrophone and itsapplications

A new type of PVDF hydrophone, the multilayer planar PVDF hydrophone, is described. The hydrophone disturbs measured acoustic fields very little and has a high sensitivity. The noise-equivalent pressure of the hydrophone is 45 dB re 1 μ Pa per Hz bandwidth. The working frequency range of the hydrophone is 20 kHz~4 MHz. In the range 100 kHz~1 MHz, the hydrophone has a flat frequency response with sensitivity -205 dB ±1.5 dB (0 dB=1 V/μPa). In this range, the hydrophone has been used for five years as a standard one. Two other applications (measurements of noise spectra and ultrasonic imaging) are also reported     

中频三轴向矢量水听器的研究

根据实际工程需要,设计、制作三轴向中频矢量水听器,其声压通道和矢量通道在结构上结合为一体,外形为两端带半球帽的圆柱形结构。矢量水听器体积为Ф44×88（mm）、工作频带为5Hz—8kHz。在驻波管和消声水池中对研制的矢量水听器进行了测试,测试结果表明：矢量通道的声压灵敏度级为-184dB(测量频率1kHz,0dB参考值1V/μPa),具有余弦指向性;声压通道灵敏度级为-198dB(0dB参考值1V/μPa)。研制的矢量水听器具有体积小、通道灵敏度高、使用时悬挂方便等优点,适合构建矢量水听器线阵。     

矢量水听器低频绝对校准装置研究

提出了矢量水听器低频绝对校准装置。首先给出了矢量水听器绝对校准的原理,通过测量声源辐射面的加速度,利用驻波管中平面驻波声场中的声压、质点振速和质点加速度在垂直方向上的分布规律,得出了校准计算公式;之后对校准装置中平面驻波场在垂直方向上的分布规律进行了测量验证,并对测量用加速度计进行了校准;最后对待校矢量水听器的灵敏度和指向性进行了测试。结果表明:在10~315 Hz频带内,矢量水听器低频绝对校准装置在±1 d B误差允许范围内,可用于矢量水听器的绝对校准。     

双T型MEMS仿生矢量水听器的设计与测试

根据当前声纳系统的需求,以MEMS技术为依托,结合仿生原理、压阻原理,提出了一种双T型矢量水听器。在分析T型梁结构力学特性的基础上,详细介绍了两种不同尺寸微结构的设计、加工和测试。采用ANSYS软件仿真,得出两种微结构的谐振频率分别为1993.3Hz和10.17KHz;利用MEMS加工工艺加工出水听器微结构并对水听器进行了封装;采用振动台标定和水下驻波场测试相结合的方法完成了水听器的测试。测试结果表明两种结构的双“T”型矢量水听器灵敏度达到-180dB 和 -192dB (1kHz,0dB参考值1V/μPa),具有良好的“8”指向性,矢量特性明显,动态范围为90.48dB(315Hz)。     

基于光纤矢量水听器的浅海噪声矢量场特性研究

基于简正波理论分析了浅海噪声矢量场声压和质点振速的强度特性,仿真了浅海声压和质点振速的噪声强度在深度和频率上的变化特性,噪声矢量场强度特性仿真结果与实验测量结果一致。针对声场测量的有效性,给出了加速度通道自噪声谱级和灵敏度必须满足的关系式,并提出了降低自噪声对接收系统影响的两种措施。最后分析并对比了系统自噪声谱级和海洋环境噪声谱级,结果表明,声压通道的自噪声比环境噪声谱级低20 d B左右,Y通道和Z通道的自噪声比环境噪声低3.5 d B以上,X通道的自噪声谱级在200 Hz附近与环境噪声谱级最为接近,约比环境噪声低1.5 d B。     

250Hz～8kHz频率范围水听器自由场校准补充比对

介绍了以杭州应用声学研究所作为主导实验室与俄罗斯国立物理技术和无线电工程测量研究院开展COOMET.AUV.W-S1:250 Hz~8 kHz频率范围水听器自由场校准国际补充比对的结果。比对校准了两只标准水听器TC 4033和GI 55。互易法和比较法及其校准装置被用于评估中俄两国在水听器自由场低频校准方面的当前水平。结果显示,中俄两国得到的两只标准水听器的自由场灵敏度校准结果具有很好的一致性,绝大多数频率点的校准结果与参考值的差值小于0.40 dB,最大偏差为0.59 dB。结果证明,中俄两国的自由场水听器校准低限可扩展至250 Hz。     

中频同振柱型矢量水听器及其支撑结构设计

针对同振型矢量水听器后期悬挂金属弹簧或橡胶绳给使用者带来不便的问题,提出一种中频同振柱型矢量水听器及其支撑结构的设计方案。通过矢量水听器振动系统对其声学特性进行分析,通过ANSYS有限元软件,利用Mooney-Rivlin理论对圆环形橡胶弹簧在压缩情况下的水平剪切刚度进行仿真计算,分析了Rivlin参数对橡胶弹簧剪切刚度的影响,并研制出矢量水听器样机。在1000~4000 Hz频率范围内,对矢量水听器进行了测试,并给出了测试结果。在1 k Hz时,声压灵敏度为-195 d B,指向性凹点深度大于20 d B。测试结果表明,此种设计免除了反复悬挂金属弹簧或橡胶绳带来的负面效应。     

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.     

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.