一种新的海底光缆监测系统的研究

建立海底光缆监测系统对保障已经成为当代洲际通信主要手段之一的海底光纤通信非常重要。文章提出了一种新的基于BOTDR和声纳的海底光缆事件监测系统,并讨论了其测量方法。

蛙人探测声呐系统关键技术论证

专用蛙人探测声呐系统作为对水下蛙人等目标最有效的探测装备,是一种集多领域技术于一身的精巧新体制声呐,它所涉及的关键技术国内外正争相发展。文章较详细地介绍了蛙人探测声呐的系统组成,各组成部分的功能与性能参数,并就当前蛙人探测声呐的系统的关键技术及解决方案进行了初步分析,介绍了相关的主要声呐参数的确定及基本计算。

侧扫声纳在海底光缆维护工程中的应用

海底光缆系统是现代通信的主要载体之一。光缆铺设于海底后,在自然和人为的作用下,其在海底状态可能随时间会发生变化,甚至遭到损害,需对其进行维护。维护工程中首先需要对光缆在海底的实际状况和所在区域的海底面特征有一个比较清楚的了解。侧扫声纳为此提供了一种十分经济有效的手段,它通过探测出露于海底的光缆或埋设于海底光缆的埋设沟痕等,确定光缆在海底位置、检测其在海底状况、调查其所在海区的海底面特征,并可用于检查光缆维护施工的工作效果等。本文结合APCN2海底光缆系统特殊区段护缆安装工程这一实际例子,讨论了侧扫声纳海底扫测资料在海底光缆系统维护工程中的应用,表明侧扫声纳在海底光缆维护工程中有广泛应用前景。但是,侧扫声纳无法有效探测既不出露海底又没有明显埋设沟痕的海底光缆,同时也无法确定光缆的埋设深度,对这些状况的了解须结合使用其它专门探测设备。

细线拖曳声纳研究进展

介绍了细线拖曳声纳的基本原理和系统组成,概括了其关键技术和结构特点。针对不同原理和类型的水听器,分别介绍了基于压电水听器、光纤水听器的细线拖曳声纳的最新研究成果。在此基础上,讨论了目前存在的主要问题和发展方向。

先进复合材料的声学特性及其在水声工程中的应用

通过理论计算及试验，研究了碳纤维增强复合材料（ＣＦＲＰ），芳纶纤维增强复合材料（ＫＦＲＰ）的基本声学性能，分析了其作为水声结构材料在水声工程中应用的可能性及其特点。尤其指出了先进复合材料作为声纳导流罩透声窗材料的现实意义。

基于光纤声呐传感器混沌锁频方法研究

传统的水下声信号检测方法的不足之处是在滤除噪声的同时,有用信号也受到损失,且随着噪声的增大,检测精度也会降低。针对强噪声背景下水下声呐信号频率解耦问题,采用马赫曾德光纤声呐传感器搜集水下声呐信号,当声呐信号注入混沌系统,利用混沌系统对信号参数的敏感性及对噪声免疫性的特点,一定频率的信号会使系统处于大尺度周期态,信噪比可以达到-65dB,对声呐信号锁频明显。理论计算和实验结果表明,该混沌声呐信号处理方法具有极低的信噪比和较高的频率辨识能力。

声纳系统的远程数据采集与波束形成的优化实现

对新型声纳系统的远程数据采集、传输以及信号处理进行了论述，介绍了基于Ｃ５０ 和Ｃ４０的多通道数据采集、编码／解码、光纤传输、并行信号处理机的硬件设计和工作原理。给出了利用Ｃ４０ 进行时域数字多波束形成的两种最佳实现结构，提高了计算速度和精度。

声纳换能器的新进展

换能器对整个声纳系统的性能有很大影响。随着科学技术的迅速发展 ,水声换能器在分析方法、设计理论、材料和制作技术上都有了很大的发展 ,从而使换能器性能有了很大提高。超磁致伸缩稀土换能器、高性能电致伸缩陶瓷换能器、压电复合材料换能器、矢量水听器、低频大面积PVDF水听器、光纤水听器等是当前换能器研究的热点 ,文章回顾了 2 0世纪 80年代以来 。

SAS海底光缆探测系统海试样机研制与试验

在深入分析合成孔径声纳高分辨率的原理及海缆探测特点的基础上,设计了一种基于合成孔声纳的海缆探测系统。重点阐述了其中的主要关键技术,并从穿透性、目标定位和分辨率三个方面给出了海试验结果。结果表明合成孔径声纳海缆探测系统满足海缆探测的要求,可以对海缆进行有效地探测。

数字图像声纳的数据采集与处理系统

对新型数字图像声纳系统中的高速多通道数据采集与信号处理部分的硬件设计和工作原理进行了论述。简述了数字成像声纳的工作原理 ,并提出了与成像声纳工作方式相适应的数据采集、缓存、传输和处理方案。详细讨论了多通道并行数据采集、缓存的机制 ,以及利用光纤进行远距离高速数据传输的实现方法和基于TMS3 2 0 C670

FPGA在高速数据采集系统中的应用

FPGA作为可编程逻辑器件具有抗干扰能力强、处理速度快、使用方便等优点，该文介绍了将其应用于声纳接收机的高速数据采集系统设计中完成数据采集与光纤传输任务的实现技术。

FPGA在高频成像声纳中的应用

FPGA(现场可编程门阵列)是由掩膜可编程门阵列和PLD(可编程逻辑器件)演变而来的,FPGA既有掩膜可编程门阵列的高逻辑密度和通用性,又有PLD的可编程特性。FPGA技术的发展使得单个芯片上集成的逻辑门数越来越多,能实现的功能越来越复杂。它具有抗干扰能力强、处理速度快、编程速度快、编程方便等特点。本文将其应用于高频成像声纳设计中,完成数据采集与光纤传输的任务。

基于光纤链路的声纳数据传输系统设计

针对传统的声纳数据传输系统硬件可靠性不足,数据传输的稳定性较差,通信距离较短等问题,给出了一种基于光纤链路的声纳数据传输系统。该传输系统由水上、水下单元数据传输模块相配合,通过两路光纤通道建立全双工通信。该系统能实现声纳设备的水上水下通信功能,为声纳设备的水下远程通信提供了可靠稳定的传输路径,促进了声纳设备的发展,提高了声纳设备的实用性。

基于光纤光栅水听器的海缆安全监测方法研究

提出了在海缆中嵌入光纤光栅水听器监测海缆附近的拖锚情况,实现在海缆受损前采取措施的安全预警方法;分析了声源特性,并基于台湾海峡建立声场模型,对TL(声传播损失)进行了仿真。仿真结果表明,当各水听器间的距离为500 m时,该方法可以确定海底光缆沿线约1km范围内声源的位置。

海上钻井平台综合信息防护系统

作为石油工业海上作业的重要利器,海上钻井平台面临着恐怖威胁和盗抢的诸多危险。搭建海上钻井平台综合防护系统,是降低风险的必要手段。综合防护系统由指控台、探测分系统、通讯分系统、处置分系统组成,主要设备包括:雷达、声纳、漂浮式海面围栏、光纤探测阻拦网、定向强声驱散器、致眩照明装置等。通过主动探测,发现水面、水下的入侵威胁,利用物理隔离手段和非致命武器驱除入侵破坏和盗抢者,达到保卫海上钻井平台的目的。

全光光纤水听器系统海上试验

阐述了光纤水听器拾取声压信号的基本原理。研制的光纤水听器探头尺寸为Φ22 mm×100 mm,相位灵敏度为-160 dB(参考值1 rad/μPa),波动小于3 dB,系统最小可测声压在1 kHz频点为43.5 dB,与零级海洋噪声水平相当。光纤水听器与标准水听器采集的宽带信号相关系数大于0.94,信号基本一致。23基元1 km传输全光湿端光纤水听器阵列于2002年8月在渤海进行了海上试验,相邻基元采集的气枪信号相关系数大于0.98,阵列具有良好波束指向性。光纤水听器关键技术的成熟为其走向应用奠定了良好基础。

声呐罩夹芯式透声窗的声学设计研究

以船舶声呐罩透声窗的低噪声设计为背景,针对由粘弹性夹芯平板和平行腔体组成的简化声呐罩模型,采用双重Fourier变换方法和波数一频率谱分析,建立平稳随机湍流脉动压力激励下三层夹芯式透声窗在声呐基阵部位产生的自噪声计算方法,数值分析了透声窗几何和物理参数对自噪声的影响,提出夹心式透声窗声学设计的方法和参数。研究结果表明:三层夹芯式声呐罩透声窗的低噪声特性主要取决于夹芯粘弹性层中纵波和横波传播的截止效应以及阻抗失配效应。通过对弹性平板和粘弹性层的厚度、密度、杨氏模量、阻尼因子以及粘弹性层的纵波和横波声速等参数的合理选取,可以使夹芯透声窗比单层透声窗的降噪效果最大增加6.5dB。

拖曳阵声呐减振降噪方法的研究

为有效提高拖曳阵声呐监测信号的准确性,提升拖曳阵声呐系统的性能,必须对拖曳自噪声进行抑制。拖缆运动时由湍流边界层脉动压力产生的噪声和自身的振动噪声是拖曳自噪声的主要来源。在分析传统导流套拖曳减振降噪方法缺点的基础上,介绍了一种通过在拖缆外增加一层纤维飘带进行拖曳减振的新型降噪方法。该方法在拖缆表面采用编织的形式植入一层纤维飘带,可以减少拖缆在行进过程中与水流的相互作用,从而降低拖缆振动,减少噪声。经过用户实际使用,该方法使用便捷,稳定性好,降噪效果明显。

基于FBG对的低加速度灵敏度拖曳声纳阵水听器

拖曳声纳阵列要求水听器在进行变速运动时不影响对水声压力信号的正常探测,这就要求水听器具有很高的抗加速度能力。为此介绍一种利用光纤光栅设计制造的对加速度不敏感而对水声压力信号具有高灵敏度的光纤水听器的实验研究结果。研制的光纤水听器声压灵敏度约为-140 dBrad/μPa,在25～6 300 Hz频率范围内具有平坦的声压灵敏度响应,波动小于±1.5 dB。在25～1 000 Hz频率范围内的加速度灵敏度不大于-30dBrad/g。

Liquid Crystal-Based Hydrophone Arrays

我们描述纤维能被用于的眼的水中听音器数组系统在水下声学的监视应用程序(例如军人，相反的恐怖主义者，和习俗，在保护的当局移植并且怀有) ，近海象各种各样的海洋的应用程序一样的生产设备或沿海的途径。在这份报纸，我们建议一条新途径到在水下用控制电压的液体晶体和简单 multiplexing 方法的声纳系统。在在沿着用低费用部件和标准单身者的光纤维的多重点的水下面的声音的建议方法许可证测量模式纤维没有复杂 interferometric 测量技术，电子学或解调软件。