混合阵矢量水听器阵元的研究

摘要

矢量水听器是一种水声测量传感器，在声呐系统应用中，矢量水听器能同时测量声场的声压标量信息和质点振速等矢量信息，能够完整的描述声场信息，具有非常重要的工程应用价值。同振型矢量水听器由于其工作原理简单，灵敏度高，频响在工作频带范围内没有较大起伏，指向性对称性好、分辨力高的特点，因此同阵型矢量水听器结构在目前工程中得到了普遍的应用。
　　首先，本文以实际工程为需要，满足混合阵阵元的要求，设计、制作同振式组合矢量水听器，设计要求满足低频、灵敏度高，尺寸小，形状为两端带球帽的柱体结构。其中包括声压通道和矢量通道，在结构上为中心位置处结合为一体。对柱形接收器和球形接收器进行研究，推导了刚性柱型和刚性球型的声波接收理论。通过两端带球帽的柱体结构进行ANSYS仿真得到与水质点振速比的幅频和相频特性，为矢量水听器尺寸设计提供理论依据。
　　本文设计制作的矢量水听器外形尺寸为φ44×65mm，工作频带为20～2000Hz，通过测试，得到声压通道灵敏度级为-192dB～-194dB(0dB=1V/μPa)，浮动变化在2dB以内，矢量通道灵敏度级为-181dB(1000Hz，0dB=1V/μPa)，在每倍频程呈6dB变化趋势，四只矢量水听器在工作频带内余弦指向性良好，满足了混合阵的应用要求。在此基础上搭建混合线阵进行水池实验。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 矢量水听器研究概况

1.3 矢量阵的发展概况

1.4 论文主要研究内容

第2章 同振式矢量水听器基本理论

2.1水下刚性柱声波接收理论

2.2水下刚性球声波接收理论

2.3 不同外壳形状对振速测量的仿真

2.4本章小结

第3章 组合阵矢量水听器阵元的设计与制作

3.1矢量通道设计

3.2声压通道设计

3.3矢量水听器的制作

3.4 本章小结

第4章 矢量水听器测试及成阵

4.1矢量水听器电声性能参数

4.2矢量水听器的测试

4.3矢量、声压混合阵的构建

4.4本章小结

结论

参考文献

致谢