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。     

用信号处理的一般原理分析压差水听器的空间增益

压差水听器是水声矢量水听器的一种实现形式,同振球则是另一种实现形式.看起来这两种矢量水听器很不相同,其实它们在功能和物理基础上似乎并没有太大的差别.压差水听器的数学模型比较简单,便于数学分析.作为一个事例,本文用信号处理的一般原理,分析压差水听器的空间增益.类似地,声强靠处理器、双水听器最优处理器、矢量水听器阵的信号处理增益,都可以用信号处理的一般原理进行分析.     

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。     

矢量水听器工程局限性剖析

重点研究了矢量水听器在工程应用方面的特点和局限性。首先给出了矢量水听器及其阵列的数学模型和它的性能特点;接着对矢量水听器和传统声压水听器在浮标/潜标平台、拖曳式平台以及水下航行器平台等应用情况下的性能进行了比较分析。结果表明,在浮标/潜标平台上,使用矢量水听器有利于低频时的目标探测,可以显著降低阵列孔径;而在拖曳阵及航行器等移动平台上,由于受流噪声、运动平台辐射噪声等因素的影响,矢量水听器的性能优势不易发挥。     

灌注成型的PVDF薄膜水听器

介绍一种灌注成型复合圆管PVDP压电薄膜水听器。分析计算了复合圆管的各层参数对水听器低频灵敏度的影响,说明了如何针对水听器的要求选择各层材料的参数。采用的灌注成型工艺和复合膜卷绕技术,可使水听器的性能得到改善,并简化了工艺,利于水听器的批量生产。测试数据表明,这种水听器灵敏度高,加静水压灵敏度起伏小,加速度响应很低、一致性好。水听器低频灵敏度的理论计算值与实际测量值符合较好。     

双通道传递函数法测量矢量水听器自噪声

针对矢量水听器自噪声测量时受环境干扰严重的问题,提出了利用双通道传递函数法测量矢量水听器的自噪声。给出了双通道传递函数法降低环境干扰的原理;并通过实验手段分析了利用该方法测量时,环境背景噪声条件及水听器布放距离等因素对测量结果的影响。研究结果表明,利用双通道传递函数法测量矢量水听器的自噪声,可以有效降低环境背景噪声影响,得到更加准确的结果。该方法为准确测量矢量水听器的自噪声提供了有效的手段,为矢量水听器在远程探测领域的实际工程应用提供了测量基础。     

单个水听器定位

概述了时域单个水听器定位方法。     

中俄标准水听器在0.01Hz～1Hz频段的双边比对校准

本文叙述了中国杭州应用声学研究所与俄罗斯全俄物理技术与无线电测量科学研究院的标准水听器在0.01Hz～1Hz频率范围内的双边比对校准.通过俄方水听器在中方实验室的比对校准、中方水听器在俄方实验室的比对校准以及中俄双方专家的讨论三个阶段的工作,比对达到了令人满意的结果.     

矢量水听器校准装置的不确定度评定

本文介绍了矢量水听器校准装置的工作原理,系统组成及校准矢量水听器灵敏度和指向性的工作流程,并对该装置的不确定度进行分析评定。     

PVDF圆柱型水听器

本文通过ＰＶＤＦ圆柱形水听器的研制和应用，说明新型压电材料ＰＶＤＦ在水声领域中具有一定的应用前景。文中对水听器的特点、结构、工艺问题进行讨论，对水听器的性能进行理论计算并与实测值相比较，结果表明：理论和实验基本相符。     

矢量拖曳阵水听器流噪声探讨

拖曳阵声纳的左右舷模糊是实际应用中需要解决的问题。采用矢量水听器可以较好地解决此问题。采用波数．频率谱方法讨论同振柱形矢量水听器的流噪声。根据圆柱套管外壁湍流边界层的特点和同振柱形矢量水听器的工作原理,导出矢量水听器的声压通道和振速通道的噪声功率谱。通过数值积分法估计了流噪声功率谱与护套尺寸、水听器尺寸和拖曳速度等参数的关系。针对同振柱形矢量水听器的特点,所得结果有实际参考价值。     

High sensitivity and high capacitance of the cylindrically shaped w-membrane hydrophone

In hydrophone designs, intelligent use of structural effects is the key to obtaining high sensitivity. The uses of the moonie and spring structures are good examples of this approach. These transducers can be regarded as mechanical stress converters and amplifiers by which the hydropressure is transferred into a desired stress mode and amplified in magnitude for elastoelectric conversion. In this paper, a structure referred to as the w-membrane is introduced for hydrophone construction. By combining a cylindrical design with the w membrane structure, a hydrophone with very high sensitivity is designed. In addition, high capacitance is another advantage of this configuration. The analysis is carried out based on the concepts of stress conversion and amplification, and numerical results are presented.     

单矢量水听器二维DOA估计算法

为了减小传统声压阵的布阵规模,提高传统声压阵的测量精度,利用矢量水听器的阵列流形特性,使用阵列信号处理的原理进行二维DOA估计。将单个矢量水听器理解成一个声压水听器和三个振速水听器组成的阵列,在无需知道信号先验知识的条件下,分别采用MUSIC算法和ESPRIT算法对多个不相关的单频窄带信号的二维DOA进行了估计。仿真结果表明:在高信噪比情况下,两种算法的精度都很高,优于5阵元的声压平行线阵。利用单矢量水听器能够对信号的二维到达角进行有效估计,远小于传统声压阵的布阵规模。     

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。     

变温变压环境中大面积水听器灵敏度低频校准方法

针对在变温变压环境中缺少低频大面积水听器灵敏度校准手段的问题,提出了在行波管中校准水听器的半行波管法:将待校准水听器放置于行波管中,通过控制行波管两边的有源终端,在待校准水听器与辅助换能器之间形成行波场,与主发射换能器之间形成驻波场.推导了水听器灵敏度的校准公式.在常温常压环境下,通过与传统低频校准方法的比对,校准结果...     

拖曳线列阵中压电陶瓷水听器的设计

本文介绍了一种用于拖曳线列阵声呐的压电陶瓷型水听器，我们在提高水听器工作稳定性与可靠性，在确保水听器有较高接收灵敏度的前提下，尽可能降低水听器加速灵敏度。该水听器的低频接收灵敏度为－１９３．５ｄＢ，在２０～１０００Ｈｚ频段内灵敏度起伏为±０．４ｄＢ，加速度灵敏度约为－６５ｄＢ     

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.     

复数阻抗法修正电缆引起的水听器灵敏度变化

压电式水听器的灵敏度会因为外接电缆的电容效应而降低,在校准和使用中需要根据延长电缆的特性对灵敏度进行修正。从水听器与外接电缆的等效电路出发,推导了复数阻抗法修正水听器灵敏度的方法。以RHS-30和RHS-10水听器为例,由水听器的复数阻抗、延长电缆的开路和短路复数阻抗计算得到了电缆引入的灵敏度修正值,并与实际测得的加电缆前后水听器灵敏度变化值做了比较,结果证明利用复数阻抗法能准确地修正因延长电缆引起的水听器灵敏度变化,与传统的纯电容修正相比,该方法具有更好的适用性。