单指向性水听器指向性影响因素的研究

对二元相控阵单指向性水听器的指向性影响因素进行了理论分析，并对部分影响因素进行了实验验证。结果表明，两个基元输出信号的幅值发生变化，或者其移相角度发生漂移，都会对单指向水听器的性能产生影响。这为单指向性水听器的设计制作提供了一定的参考依据。     

单指向性水听器的研究

对二元基阵经电子移相形成单指向性的原理进行了理论分析。并采用三种形状不同的压电材料作为基阵的基元，制作了三种水听器，实验测定结果与理论结果一致，获得较好的单指向性。     

单指向性水听器的研究

对二元基阵经电子移相形成单指向性的原理进行了理论分析，并采用三种形状不同的压电材料作为基阵的基元，制作了三种水听器，实验测定结果与理论结果一致，获得较好的单指向性。     

球形障板对矢量水听器接收性能的影响

矢量水听器可以同步共点测量声场空间一点处的声压和质点振速的各个分量,因此其被广泛应用于水声测量、探测、通信等领域。矢量水听器在水声测量的应用中会受到安装载体散射声场的影响,而这种载体可以看作为障板,由于障板的存在使散射声场的分布发生改变,以及矢量水听器的接收性能下降。仅以绝对硬边界为例,对球形障板的散射声场进行了理论计算和仿真分析。并且对带障板条件下矢量水听器的接收指向性的变化进行了仿真研究。结果显示,从散射声场分布图可以直观看出声场发生的变化,矢量水听器的接收性能变化与障板的尺寸、与障板距离远近、声波发射频率等因素有关。     

基于FRFT的单矢量水听器目标方位估计

在单矢量水听器互谱方位估计基础上,提出了应用分数阶Fourier变换（FRFT）计算声强流谱并进行方位估计的方法.利用FRFT对线性调频信号（chirp）良好的能量聚集性,对chirp信号采用分数阶谱方位估计具有明显的优势.仿真结果表明,在各向同性干扰背景中,分数阶谱方位估计在较低信噪比下能有效估计目标方位,其估计精度高于频域互谱估计.     

基于量子阱薄膜的纳机电矢量水听器设计

根据介观压阻效应原理以及柱体声学理论,提出了一种基于量子阱薄膜的纳机电矢量水听器,期望利用量子阱薄膜材料的高灵敏度压阻效应以及水听器精巧的微结构,提高矢量水听器的灵敏度,实现水听器的低频特性及结构微小型化。首先概括地描述了介观压阻效应原理以及柱体声学理论;完成了水听器的结构设计;采用GaAs基微机械加工工艺完成了水听器的加工并对水听器进行了封装,最后对研制出的水听器的性能指标进行了测试,测试结果表明：纳机电矢量水听器不但体积小、质量轻、结构简单,而且能够获取水下声场的质点振动信息,具有＂8字型＂的指向性,可进行水下声信号的定位探测。     

阶梯型圆盘的指向性及相关因素研究

针对自由边界条件的阶梯圆盘,以带有一个上凸的阶梯为例,将盘面视为中心盘面和圆环面两部分组成,利用瑞利积分、声场迭加的方法,对阶梯盘的指向性进行计算,计算结果与Gallego测试的结果相吻合.进一步分析了阶梯盘指向性与材料、基底厚度等之间的关系.结果表明:指向性与阶梯盘材料关系并不显著;在相同谐振频率下,随着阶梯盘基底厚度的增加,主瓣的指向性将越尖锐,同时副瓣也变得窄细、尖锐.     

典型活塞换能器声场分布及其指向性

为了比较分析形状各异的声源声场分布及指向特性,利用瑞利积分和加法定理,计算出5种典型活塞声源辐射声场的远场声压分布和指向性函数,分析了辐射频率和几何尺寸对指向性的影响,并采用MATLAB进行二维及三维的仿真模拟。结果表明,方形(环)活塞的指向性要好于等面积的圆形(环)活塞的指向性;在活塞尺寸不变的情况下,频率增大,所有形状活塞换能器指向性均增强;当频率和外径不变时,内径尺寸对环形活塞指向性影响较小;当频率和内径不变时,外径越大,环形活塞指向性越好。     

试论嫉妒的指向性

本着重探讨嫉妒的指向性特征、嫉妒指向性产生的条件及其特点。     

光纤水听器PGC技术的反正切函数法研究

分析了基于PGC解调方案的DCM技术和反正切函数法(arctangent)的原理,并讨论了反正切函数法中载波信号幅度C的选择标准.与DCM技术相比,反正切函数法具有原理简单,受光功率波动的影响小,对光源的要求低等优点.仿真实验结果表明反正切函数法具有良好的解调效果和实际可行性.     

基于MEMS矢量水听器阵列的潜标系统

为研究MEMS矢量水听器在潜标中的应用,设计了一种可搭载其矢量阵列的潜标系统。系统阵列由4个矢量水听器组成,其姿态信息通过三维姿态传感器实时给出。矢量水听器的输出信号经前置放大电路预处理后传输至数据记录器,经采样后和姿态信息一起存储在Flash Memory中。对系统进行了海上试验,试验结果表明:潜标系统在水下工作稳定,可正确记录海洋中的水声信号。     

干涉型光纤水听器PGC解调方案的研究

光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术上的水下声信号传感器，它通过高灵敏度的光纤相干检测，将水声信号转换成光信号，通过光纤传送至信号处理系统提取声信号信息．针对干涉型光纤水听器PGC解调方案作了研究，并通过模数混合的PGC解调完成了对声信号的检测．     

T型MEMS矢量水听器外围信号调理电路的设计

T型MEMS矢量水听器可用于探测水下声音信号;但是接收信号微弱,且在水下环境中容易受到噪声的影响。针对接收信号的特点,为了提高信号信噪比,更好地进行后续的信号分析和处理,设计了外围信号调理电路;包括滤波模块和放大模块。通过软件仿真和测试,验证了设计方案的的可行性和有效性。     

微型探头测量脉冲超声场参量的初步研究

报道用笔型水听器测量CTS—2A型超声诊断仪的1.25,2.5MHz探头的声场参量结果。1.25MHz探头在轴向距离13cm处声压P_ =0.15789MPa,P_-=0.11658MPa,I_(SPTP)=1.66W/cm~2;2.5MHz探头在轴向距离15cm处P_ =0.055MPa,P_-=0.05955MPa,I_(SPTP)=0.183W/cm~2。声脉冲宽度约在3～5μs。在这样的条件下,液体介质存在引发声空化潜在的危险。     

基于四阶矩的单矢量水听器多声源定位算法

为了克服基于四阶累积量的矢量水听器声源定位算法的计算复杂度高、运算量大以及定位精度不高等问题,提出一种基于四阶矩的单矢量水听器多声源定位算法.该算法利用信号四阶矩的性质,将单矢量水听器阵元数和声源数进行虚拟扩展,从而得到更多的多声源定位信息;通过提取有效阵元的方法减少了冗余,利用搜索峰值方法得到期望的多声源方位.理论分析和实验结果表明,该算法有效降低了计算量、提高了定位精度,克服了基于高阶累积量的矢量水听器定位算法的不足.     

仿生矢量水听器透声帽的实验测试与研究

由中北大学研制的MEMS仿生矢量水听器具有低频、小尺寸、灵敏度高等性能特点;但是由于受封装结构的影响,该水听器的灵敏度和频率响应还不太理想。为此,研究了聚氨酯透声帽封装对水听器性能的影响。首先,采用ANSYS对封装结构进行仿真,将仿真结果与自由场中液体质点的振动位移进行了对比分析。然后,通过实验对比有无封装两种情况下的水听器性能。最终得出:封装结构的固有机械特性耦合作用于水听器MEMS芯片上,导致水听器频率响应起伏较大,并在透声帽的共振频率处出现峰值;自由场中,透声帽随声波摆动的偏斜量与液体质点位移不相符导致水声衰减引起水听器灵敏度下降。     

圆形阵列与线性阵列方向图的比较与分析

对圆形阵列与线性阵列的方向图特性进行了分析比较,简要指出了圆形阵列副瓣电平较高的主要原因,并利用有向阵元对圆形阵列方向图进行综合,使圆形阵列副瓣电平较高的特性得到改善。     

海洋石油勘探水听器二次定位新方法研究

提出了海洋石油勘探中水听器二次定位的一种新方法，该方法使用1．5kHz频段的低频声纳取代现有初至波定位系统的气枪来提高二次定位的精度。给出了新方法的系统组成及工作原理，对比了新方法与现有的水听器二次定位初至波方法及声波定位方法的优缺点，并通过计算机仿真、实验室测试证实了该方法的可行性。结果表明，新方法定位精度高，操作简单，便于维护。