新型组合式光纤矢量水听器研究

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1、 分类号 TN253.0 学号 09070030 密级 公 开 工学硕士学位论文 新型组合式光纤矢量水听器研究新型组合式光纤矢量水听器研究 硕士生姓名 王付印 学 科 专 业 光学工程 研 究 方 向 光纤信息技术 指 导 教 师 熊水东 副教授 罗 洪 讲 师 国防科学技术大学研究生院 二一一年十二月 国防科学技术大学研究生院 二一一年十二月 STUDY ON A NOVEL COMBINED FIBER OPTIC VECTOR HYDROPHONE Candidate：Wang Fuyin Advisor：Xiong Shuidong Luo Hong A dissertation Su

2、bmitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Engineering in Optical Engineering Graduate School of National University of Defense Technology Changsha，Hunan，P.R.China (December，2011) 国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 第 I 页 目目 录录 摘 要. i ABSTRACT . ii 第一章 绪论 . 1 1.1 概述 . 1 1.2 研究现状 .

3、 2 1.3 研究意义与内容 . 9 第二章 轴向压差传感基元的设计与制作 . 12 2.1 结构尺寸限制 . 12 2.1.1 声场与传感基元耦合作用分析 . 12 2.1.2 基元对空间声场的响应 . 14 2.2 声压相位灵敏度设计 . 15 2.2.1 声压作用机理分析 . 16 2.2.2 空气腔增敏光纤纵向应变产生的相位差 . 16 2.2.3 空气腔结构的动力学分析 . 24 2.3 空气腔结构耐静水压分析 . 27 2.4 传感基元测试结果 . 28 2.5 本章小结 . 30 第三章 组合式光纤矢量水听器系统设计 . 32 3.1 组合式光纤矢量水听器工作原理 . 32 3.

4、1.1 单频信号 . 33 3.1.2 宽频信号 . 34 3.2 压差式光纤矢量水听器设计 . 35 3.2.1 光学系统设计 . 35 3.2.2 传感基元间距设计 . 37 3.2.3 工作频带分析 . 40 3.3 同振式光纤矢量水听器设计 . 43 3.4 组合式光纤矢量水听器的集成 . 44 3.5 本章小结 . 46 第四章 组合式光纤矢量水听器实验研究 . 47 4.1 矢量水听器性能评价指标 . 47 4.2 平面行波场测试理论 . 48 国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 第 II 页 4.2.1 传感基元灵敏度不一致的影响 . 49 4.2.2 两声压传感基元灵敏度相对测量误差的影响 . 53 4.2.3 非远场条件的影响 . 54 4.3 驻波场测试理论 . 57 4.3.1 传感基元灵敏度不一致的影响 . 57 4.3.2 两声压传感基元灵敏度相对测量误差的影响 . 60 4.4 性能指标测试 . 61 4.4.1 一维压差式矢量水听器测试 . 62 4.4.2 组合矢量水听器压差轴测试 . 64 4.4.3 组合矢量水听器同振轴测试 . 67 4.4.4 抗轴向加速度性能测试 . 69 4.5 本章小结 . 71 结束语. 73 致 谢.