压电复合材料PT－P（VDF／TeFE）的静水压压电性

用热轧辊机制备了压电复合材料ＰＴ－Ｐ（ＶＤＦ／ＴｅＦＥ），并利用ＬＣＲ电桥和Ｂｅｒｌｉｎｃｏｕｒｔ电路分别测量了其介电常数和压电常数，实验结果表明它具有良好的静水压压电特性。最后讨论了该复合材料在水听器中的应用     

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。     

矢量水听器双潜标系统纯方位定位精度分析

为了对基于矢量水听器的双潜标系统的定位精度进行分析,从纯方位被动定位系统原理入手,推导了此类条件下定位误差的几何稀释度的具体数学表达式.结合矢量水听器及潜标的应用条件,给出了仿真参数的选取依据.研究了系统基线长度、测向误差及站址误差对定位精度的影响.计算机仿真及数学分析表明,增大基线长度可以提高系统定位精度,较小的测向误差会引起较大的定位误差,站址误差所引起的定位误差大于站址误差本身且存在最小值,其值是站址误差的2倍.该研究为潜标系统的实际应用提供了重要的参考依据.     

实测新型水下小尺寸扩展式基阵声探测系统定向性能研究

水下小型声探测系统因具有体积小、重量轻的特点易装载于航空反潜机动平台上。新型水下小尺寸扩展式基阵声探测系统不仅具有航空用探测设备的特点又兼具扩展后可以形成更大的孔径尺寸,有效地提高系统灵敏度、阵处理增益和定向精度等优势,必将发展为现代反潜战中较为有效的探潜手段之一。结合研制的新型水下小尺寸扩展式基阵声探测系统,开展了工程用系统定向性能水池实验研究。系统设计前端基于模拟退火波束优化算法,中心频率下实测全景波束较优,逼近-30 d B期望旁瓣级的设计要求。后端通过合理的多波束比幅测向算法得到了较好的定向性能,能够满足3°标准差的指标。实测的定向结果验证了该型水下小尺寸扩展式基阵声探测系统的工程实用性,也为进一步开展工程有效性和稳定性的研究提供了前期的实验参考。     

可刚性固定的同振圆柱型矢量水听器的设计

针对同振型矢量水听器使用弹簧悬挂不便的问题,提出一种采用圆环型橡胶弹簧作为悬置元件的新型可刚性固定式同振圆柱型矢量水听器的设计方案。该水听器可直接固定在水下平台用于测量水下声波质点加速度信号。推导了内置加速度计的该型水听器的声压灵敏度表达式。通过理论计算出橡胶弹簧的剪切刚度,并应用有限元软件ANSYS对剪切刚度进行了仿真分析并制作了水听器样机。在0.5~2.5 k Hz的频率范围内,对矢量水听器的声压灵敏度和指向性进行了测量。1 k Hz时,声压灵敏度为-188 d B。测量频带内,指向性凹点深度均大于20 d B。实验结果表明,此种结构的矢量水听器可以实现刚性固定的目的。     

基于最速下降法的恒定束宽阵设计

水听器是一种用于将水声信号转换为电信号的水下声电传感器.为了实现对水下目标的定位识别,需要用多只水听器构成传感器基阵.文中给出了一种实现恒定束宽传感器基阵的设计方法.它从求解无约束最优化问题出发,根据描述基阵实际空间响应和预成空间响应之间差异的数学表达式构造了相应的目标函数,然后依据此目标函数的特性,利用最速下降法获得实现恒定束宽阵所需频域加权矢量.针对均匀线阵和圆弧阵进行的计算机仿真结果表明,该方法不但具有很高的计算精度,而且适用于不同的阵型.     

同振式三轴向矢量水听器设计与实现

根据实际工程需要,设计、制作同振式三轴向矢量水听器,其外形为柱体两端带半球帽的圆柱体,声压通道和矢量通道在结构上结合为一体。矢量水听器外形尺寸为Φ54×72 mm、工作频带为20 Hz~2000 Hz。在国防科技工业水声一级计量站驻波管对研制的矢量水听器进行了测试,测试结果表明：声压通道声压灵敏度级为-192.7 dB（0 dB=1 V/mPa）、具有全指向性;矢量通道声压灵敏度级为-185.3 dB（测试频率500 Hz,0 dB=1 V/mPa）、具有余弦指向性。设计、制作的矢量水听器灵敏度高、通道一致性好、使用方便,满足工程应用需求。     

基于矢量水听器的非均匀阵列APES波束形成算法

针对传统幅度与相位估计（Amplitude and phase estimation,APES）算法难以应用于非均匀阵列的问题,研究了基于矢量水听器的APES算法。利用矢量水听器能够同时共点测量声压和质点振速的特点,将矢量水听器的声压和解析振速通道作为两个子阵,两路子阵之间只存在一个相位差,且与阵元位置无关,使得APES算法能够应用于任意形状的阵列。推导和分析了矢量APES算法的阵增益及其稳健性。分析和 仿真表明：该方法相比于传统APES算法,具有更高的阵增益,且能适用于非均匀阵列;相比 于最小方差无失真响应（Minimum variance distortionless response,MVDR）算法,具有更好的稳健性,能解决相干问题及能够获得更准确的信号功率,并用实测数据验证了算法的 有效性。     

压差矢量水听器阵波束形成的优化

以各向同性噪声作为背景噪声场,对矢量水听器阵波束形成的优化方法进行了系统的研究.在分析各向同性噪声场中声压、振速相关性的基础上,利用最大信噪比准则推导了基阵的最佳增益与噪声场特性和阵列流形之间的关系,提出利用最佳增益权对阵列接收信号进行波束形成处理.通过对矢量水听器阵进行分解,将最佳增益波束形成引入矢量阵信号处理中.以二维压差矢量水听器阵作为接收基阵进行了仿真计算和湖上试验,结果表明,矢量阵的最佳增益波束形成可以获得性能更优的波束和更大的空间处理增益.     

膜片封装下光纤激光水听器的低频动态响应

为了探究膜片封装光纤激光水听器中光纤激光器产生弯曲振动的机理,首先基于梁的横向振动理论建立了光纤激光器弯曲振动模型,之后根据实际的封装结构进行了有限元仿真,分析了光纤激光器的固有频率与光纤激光水听器频响之间的定量关系,最后批量封装了光纤激光水听器,进行实验验证。仿真及实验结果表明:光纤激光器两端采用一体化硬固定方式易使光纤激光器发生弯曲振动;当光纤激光器的一阶固有频率落在工作频段内时,在谐振峰附近,光纤激光器的中心波长发生非均匀漂移,此时在远离谐振峰的频段内,水听器频响的平均值约为-135 d B,谐振峰值约为-125 d B。本研究为光纤激光水听器封装工艺的后续改进提供了参考。