光纤矢量水听器指向性测试及锐化技术

光纤矢量水听器是一种新型的水听器,它兼具矢量水听器和光纤水听器的优点。矢量水听器具有自然的偶极子指向性,但是其-3dB带宽为90°,目标分辨能力有限,因此需要对其进行指向性锐化。本文对光纤矢量水听器的自然指向性进行了湖试测定,研究了基于最小方差无失真响应(MVDR)方法的指向性锐化技术,在湖试数据处理中,将其-3dB主波束宽度抑制在20°以内,取得了良好的效果。

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。

压差式光纤矢量水听器声压相位灵敏度研究

该文介绍了压差式光纤矢量水听器及其基元的工作原理,并分析了光纤层等效处理对仿真结果的影响。基于有限元法对压差式光纤矢量水听器的基本性能进行了仿真分析,根据仿真模型所选定的参数研制压差式光纤矢量水听器样品,并对样品在频率为20~1000 Hz时进行了测试。测试结果表明,声压相位灵敏度的仿真计算结果与实验测试结果基本一致,平均差值约为1.0 dB。研究结果表明,采用有限元法对压差式光纤矢量水听器的声压相位灵敏度进行仿真具有可行性。

基于光纤矢量水听器垂直阵列的目标探测识别算法研究

围绕保护海上平台安全的需求,论文研究了基于光纤矢量水听器垂直阵列的目标探测和目标识别算法,并进行了湖上试验。文中详细介绍了用于目标探测的直方图分析法和用于目标识别的Mel特征与支持向量机。考虑到辐射噪声中不同频率成分蕴含的信息量不同,论文对Mel特征进行了改进,按照负指数规律对不同频率成分进行加权。湖上试验证明,目标探测识别算法的方位估计精度可达到1.5°,目标识别准确率可达90%以上。

高性能三维全保偏光纤矢量水听器研制

研制了高性能的三维光纤矢量听水器,采用全保偏光纤结构消除偏振不稳定性影响、光频调制相位载波(PGC)技术消除随机相位漂移,实现了探测单元的全光化。优化结构设计,采用薄壁空心刚性圆柱结构作为弹性柱体,大大拓展了光纤矢量水听器的工作频带,同时保证了水听器探测灵敏度。经权威机构检测,该光纤矢量水听器的工作频带为20～2000Hz,加速度灵敏度为33dB,工作带宽内加速度灵敏度起伏小于1.4dB,1 000Hz处声压灵敏度为-155dB,具有良好的余弦指向性,指向性指数大于45dB,最大轴向不对称性小于0.4dB。

基于光纤碟型加速度传感单元的三维柱形矢量水听器

光纤矢量水听器(FOVH)以其低频灵敏度高,动态范围大,抗电磁干扰,易轻型化等诸多优势,成为新型矢量水听器的一个发展热点。针对线阵列应用,开展了光纤干涉碟型矢量水听器的仿真分析和研制工作。有限元分析采用光纤等效层方法(FLEM)和光纤细化结构方法(FLDM)分别对系统的性能进行预报,研制出了光纤碟型矢量水听器样品,并进行了全面的测试。实验结果表明,所研制的矢量水听器样品在100~1000 Hz的工作频带内,矢量通道的等效声压相移灵敏度为-182 d B@100 Hz^-158.5 d B@1000 Hz(ref.1 rad/μPa),串扰小于-30 d B,有良好的矢量性。

光纤水听器技术的研究进展

光纤水听器(FOH)作为一种新型水声传感器,可应用于水下目标探测、石油天然气勘探、地震检测等军事和民用领域。随着海洋背景噪声的增大和水下目标降噪水平的提高,人们对FOH的性能要求也越来越高。因此,从FOH的主要发展方向、关键技术、新型FOH三个层面介绍了FOH技术,包括大规模FOH阵列、甚低频探测、深海远程传输、拖曳细线阵、窄线宽激光器、信号处理、光纤矢量水听器和分布式FOH等方面,对于FOH系统的理论研究和实际应用具有一定的指导意义。