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拖曳线列阵用光纤水听器研究

罗洪  
【摘要】: 拖曳线列阵的工作方式、环境条件和结构安装等特点对光纤水听器的性能提出了许多特殊的要求,特别是加速度灵敏度,它关系到拖曳线列阵声纳能否有效地抑制由拖缆抖动及拖曳力变化等引起的振动噪声的干扰,因此降低拖曳线列阵用光纤水听器加速度灵敏度是光纤水听器拖曳线列阵系统性能的重要保障。 本论文对拖曳线列阵用光纤水听器基元性能进行了深入的理论及实验研究。从降低光纤水听器加速度灵敏度的结构设计入手,运用有限元方法,建立理论模型,分析其降低加速度灵敏度的机理,深入研究了结构和材料参数对加速度和声压灵敏度的影响,并建立了理论仿真平台。根据理论设计结果,制作了光纤水听器样品,实验与理论分析结果相一致。在解决了低加速度光纤水听器制造的工艺技术问题的基础上,成功研制出基于全保偏光纤技术的高性能拖曳阵用光纤水听器。对所研制的光纤水听器进行了声压和加速度灵敏度测试,并对其温度和压力特性进行了实验研究。在国防水声一级计量站对所研制的拖曳线列阵光纤水听器的综合性能指标进行了全面测试,测试结果表明本论文研制的拖曳线列阵用光纤水听器具有很低的加速度灵敏度和很好的综合性能,已能满足光纤水听器拖曳线列阵的应用要求,这为光纤水听器拖曳线列阵的发展奠定了基础。 本论文的主要成果和创新在于: 1、提出了耦合器内嵌、带加速度灵敏度微调补偿的低加速度灵敏度光纤水听器结构,最大程度保证了工艺结构的对称性,实现了对工艺误差的有效补偿,提高了低加速度灵敏度光纤水听器研制的成品率。 2、采用弹性力学和有限元方法建立了拖曳线列阵光纤水听器理论设计平台,实验与理论分析结果相一致,这为优化光纤水听器的结构设计提供了有效的技术手段。 3、解决了拖曳线列阵用光纤水听器制造的关键技术问题,研制出声压灵敏度为-143.0dB,加速度灵敏度低于-30dB的拖曳线列阵用光纤水听器,其加速度灵敏度优于国际上已报导的结果,并在国防水声一级计量站对其进行了性能指标测试。


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