1 海军工程大学 兵器工程学院， 武汉430033
2 海军工程大学 电子工程学院，武汉430033
3 武汉理工大学 信息工程学院， 武汉400
提出一种细尺寸、大孔径、高增益的弱反射光纤光栅水听器拖曳线列阵。根据匹配干涉方法选用反射率一致、中心波长相同以及3 dB带宽较宽的弱反射光纤光栅阵列；根据水声传感原理确定弱反射光纤光栅阵列的栅距以应用于5~10 Hz甚低频水声信号探测。采用光纤涂覆机对弱反射光纤光栅阵列二次涂覆，阵列中心波长整体一致漂移，栅距基本不变。采用扎纱机和护套机在二次涂覆弱反射光纤光栅阵列外铺设凯夫拉纤维和聚氨酯保护套形成水听器拖曳线列阵。测试拖曳线列阵水听器单元的声压-相位灵敏度在1 rad/μPa条件下分别为-136.97 dB@ 5 Hz、-139.64 dB@7.5 Hz、-139.36 dB@10 Hz；分析流噪声引起的水听器自噪声功率谱，拖速为8 m/s、频段为1~100 Hz的谱值在45~95 dB （1 μPa2/Hz）范围内。实验和分析结果表明，所提出的弱反射光纤光栅水听器拖曳线列阵甚低频段灵敏度高、流噪声低，有望增强无人航行器的甚低频水声信号探测功能。
光纤布拉格光栅 弱反射 水听器 拖曳线列阵 Fiber Bragg grating Weak reflection Hydrophone Towed line array
1 上海船舶电子设备研究所，上海201108
2 水声对抗技术重点实验室，上海201108
光纤水听器在**应用中有着重要地位，阐述了芯轴型-含空气腔式光纤水听器的传感原理，并对其声压灵敏度参数进行了研究。通过建立有限元模型，分析了其结构以及弹性层参数对声压灵敏度的影响。设计了一种光纤水听器，并对其声压灵敏度和谐振进行分析，仿真结果表明其在500 Hz ～ 9 kHz 的工作区间内可以达到高于-140 dB 的声压灵敏度，此种光纤水听器可用于拖曳线列阵。
光纤水听器 Michelson 干涉仪 有限元仿真 声压灵敏度 拖曳线阵列 optical fiber hydrophone Michelson interferometer finite element method simulation pressure-sensitivity towed line array
海军工程大学兵器工程系， 湖北 武汉 430033
针对分布反馈式(DFB)光纤激光水听器的加速度响应影响声压信号探测的问题，研制了一种聚氨酯端面增敏结构的DFB光纤激光水听器。建立了该结构水听器的加速度灵敏度理论模型，理论分析了套筒结构与水听器的加速度灵敏度的关系，仿真分析了水听器两端聚氨酯的弹性模量、泊松比以及高度的差异与其加速度灵敏度的关系，实现了对水听器各结构以及材料参数的优化，并制作了水听器原型样品与拖曳线列样阵，分别开展了加速度灵敏度测试和湖上动态拖曳实验研究。实验结果表明，该结构水听器在20～2000 Hz频率范围内的加速度灵敏度在各频点均小于1.2 dB，与理论分析结果较为吻合，在动态拖曳过程中的变速运动阶段也能对目标形成较高信噪比的稳定波束指向。水听器的抗加速度性能得到了有效预测以及实验验证。
传感器 DFB光纤激光 水听器 加速度灵敏度 对称化设计 拖曳线列阵
为了进一步增大光纤拖曳阵的探测距离, 研制了缆径为16 mm的32元分布反馈式光纤激光水听器拖曳线列阵.阵元在10～2 000 Hz频率范围内的平均声压灵敏度为－142.7 dB(re 1rad/μPa), 波动幅度小于±2 dB.基于声光调制器的时分、波分联合复用技术实现了32元光纤激光水听器的多路复用, 各个阵元之间以及各个通道之间的串扰均小于－40 dB, 并完成了静态和动态拖曳湖上实验.实验结果表明, 研制的32元分布反馈式光纤激光水听器拖曳线列阵无论是在静态, 还是在6～16节的动态拖曳状态, 都能对目标形成稳定的波束指向, 与GPS轨迹记录完全一致, 展现了分布反馈式光纤激光水听器拖曳线列阵在工程上的应用前景.
DFB光纤激光 拖曳线列阵 水听器 多路复用 波束成形 DFB fiber laser Towed line array Hydrophone Multiplexing Beam forming
