壓差式光纖矢量水聽器基元與測試技術(shù)研究.pdf

1、隨著世界各國反潛偵察和海洋開發(fā)的需要以及光纖傳感相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展,光纖水聽器和矢量水聽器以其優(yōu)越的性能成為水聽器設(shè)計(jì)的兩大主要趨勢,將光纖傳感的高靈敏性、寬帶寬、易于復(fù)用等優(yōu)點(diǎn)和矢量水聽器的包含水下聲場信息量多等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起,設(shè)計(jì)出光纖矢量水聽器具有很重要的意義。光纖矢量水聽器要結(jié)合光纖傳感和矢量聲場檢測等多方面的內(nèi)容,是光、聲、機(jī)、電結(jié)合的復(fù)雜系統(tǒng),所以在設(shè)計(jì)和研究中面臨更多的難點(diǎn),目前關(guān)于光纖矢量水聽器的報(bào)道較少,都還處在實(shí)驗(yàn)室

2、研究階段。
　　 本文以Michelson干涉儀為基礎(chǔ),通過順變柱體的增敏作用和膜片的傳導(dǎo)作用,設(shè)計(jì)了一種基于順變柱體和膜片復(fù)合結(jié)構(gòu)的壓差式光纖矢量水聽器傳感基元,建立了傳感基元的聲壓靈敏度理論分析模型,推導(dǎo)出傳感基元的聲壓靈敏度計(jì)算公式,分析了壓差式矢量水聽器矢量形成的基本原理,并得出了其“8”字形指向性圖。
　　 本文討論和分析了壓差式光纖矢量水聽器的設(shè)計(jì)參數(shù),對各設(shè)計(jì)參數(shù)與其聲壓靈敏度的關(guān)系進(jìn)行了仿真;分析了壓差式

3、光纖矢量水聽器兩單端靈敏度不一致性對其聲壓靈敏度和指向性的影響,對這種影響進(jìn)行了仿真;根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)的分析和實(shí)際可行性設(shè)計(jì)了3種不同的壓差式矢量水昕器,在國防水聲一級計(jì)量站對其聲壓靈敏度和指向性進(jìn)行了測試,測試結(jié)果驗(yàn)證了理論模型和仿真結(jié)果的正確性。
　　 本文利用彈性力學(xué)理論建立了壓差式光纖矢量水聽器傳感基元振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型,推導(dǎo)出振動(dòng)系統(tǒng)諧振頻率的計(jì)算公式,分析了順變柱體的彈性模量和機(jī)械尺寸等參量對于光纖矢量水聽器諧振頻率的