摘要：通过关键工艺步骤,将硅(Si)纳米膜制备在差分结构水听器上作为压敏电阻,利用Si纳米膜的巨压阻效应来提高水听器的灵敏度;利用深Si刻蚀,将Si柱与芯片一体化,减少了差分结构的对准误差,同时抑制海洋洋流带来的振动干扰。设计了相对应的光刻掩模版和整套工艺流程,通过MEMS工艺,成功加工出Si纳米膜作为压敏电阻,实现矢量水听器芯片与Si柱集成化。对制备好的芯片进行观测与测试,使用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜(SEM)设备观察芯片形貌良好,尺寸与设计基本一致;通过半导体分析仪测量得到压敏电阻器的阻值为15.3×10^(4)Ω,线性度良好,符合矢量水听器功能需求。

摘要：1–3型压电单晶复合材料结合弛豫铁电单晶与复合材料的优势,具有压电常数高、机电耦合系数极大、声阻抗低等特点,是理想的高频发射换能器压电元件。基于1–3型压电单晶复合材料设计并研制了高频宽带发射换能器,根据理论计算分析了压电单晶复合材料的性能特点,利用有限元建模仿真优化了换能器结构,研制的1–3型压电单晶复合材料发射换能器在250~410 kHz范围内发送电压起伏不超过3 dB,工作带宽达到160 k Hz,最大发送电压响应达178.4 dB,性能大大优于同尺寸结构的1–3型压电陶瓷复合材料高频换能器。运用1–3型压电单晶复合材料制作高频发射换能器可有效拓宽工作频带,提高水下声发射能力。

摘要：提出了高灵敏度压电共聚物圆管水听器设计方法,论述了聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯)[P(VDF-TrFE)]材料结构与压电特性的关系,利用解析法和有限元法,分析了多振动模式耦合特性对压电共聚物圆管水听器灵敏度响应的影响规律,仿真分析了圆管水听器的耐静水压特性和噪声特性,与相同结构的压电陶瓷和压电均聚物水听器相比,压电共聚物圆管水听器低频段灵敏度分别可提高20 dB和5 dB以上,研制了尺寸为Φ14 mm × 55 mm的压电共聚物圆管水听器样品,经测试,在10 Hz~1 kHz频段内水听器灵敏度响应达到-181.8 dB±1 dB,等效自噪声压低于零级海况海洋环境噪声,与理论模型结果有良好的一致性。结果表明,该设计显著提升了圆管水听器的低频接收灵敏度,并为其耐静水压性能提升提供了思路。

摘要：针对多核并行机制下,共享资源争夺激烈,硬件能力提升难以切实转变成程序效率提高的难题,通过协调存储器访存和核间同步等关键问题,研究了一种基于C6678多核数字信号处理器的声纳信号多级并行处理方法,包括核间流水线设计、数据传输与中央处理器并行设计和指令流线设计。以声纳二维相控方位滤波为例,介绍各级设计的实现方法,逐个测试并行性能,并编制实时处理软件。测试结果表明,该方法能够实现存储器访问和中央处理器运算并行,极大提高程序执行效率。通过采用该方法开发的实时处理系统,具有集成度高和实时性强的优点,获得了高航速下海中浮球和配重条石清晰的实时成像效果,具有工程应用价值。

摘要：水声发射换能器种类繁多,通常按工作频率加以区分.在低频段给出了几种工程上常用的低频大功率换能器的结构形式,并讨论了提高换能器工作极限的技术途径,同时还指出速度控制对低频声基阵的重要性.在中频段主要给出了拓展换能器工作带宽的各种结构形式及一种新的设计方法,并讨论了新材料应用及宽带匹配技术.在高频段给出了陶瓷颗粒簇匹配层换能器的等效电路,同时分析了高频换能器基阵机电一体化设计的发展趋势.结果表明,新结构、新材料、新工艺仍是推动水声发射换能器不断发展的技术途径.

摘要：根据目标声散射的T矩阵方法、将界面附近点源激发的声场利用复像方法展开、并考虑到界面对散射声场的影响,建立了平面海底界面上方目标的声散射模型.与已有模型相比,该模型能够计算更一般情况点源激发的三维声散射场.通过计算考察基于复像方法的有关系数证明了该模型的准确性,并给出了不同入射方向的界面上刚性球体和弹性球壳的散射声场算例,对目标散射幅度的分布以及随角度的变化规律做了分析.最后,设计实验对该模型做了验证.

摘要：为提高水听器的透声性能和接收性能,提出了一种基于穿孔金属骨架与柔性胶填充相结合的新型PVDF水听器背衬结构。具体分析了平面型PVDF水听器的工作机理,利用有限元法从水听器的透声性能和接收性能两个方面进行理论预报和优化设计。在此基础上,研制了平面型透声水听器样品并开展了性能测试。理论分析和实验结果表明,该背衬结构不仅可以有效抑制平面型PVDF水听器横向效应,起到提升低频灵敏度和降低频带内灵敏度起伏的作用,而且在改善水听器透声性能方面有较好的效果。

摘要：为提高水声通信系统的可靠性,提出一种基于循环置换矩阵(Circulent Permutation Matrix,CPM)的双对角结构准循环LDPC码(Quasi Cyclic-Low Density Parity Check,QC-LDPC)的构造方法。首先设计阈值满足要求的双对角结构QCLDPC码基矩阵,其次通过优化算法优化循环移位矩阵的循环移位系数,最后通过CPM方法构造出最终的双对角结构QC-LDPC码校验矩阵。仿真结果表明,通过该方法构造的QC-LDPC码相比于随机构造的QC-LDPC码有明显的性能提升,能够有效降低编译码复杂度,且在误码率降至10-5时无明显错误平层。

摘要：与传统压电陶瓷材料相比,弛豫铁电单晶材料在横向长度方向上具有更加优越的压电性能,并且频率常数较低,以长条单晶元件为敏感元器件设计弯曲模式工作的加速度型矢量水听器,能够有效提高其接收性能。文章选用[011]c方向极化的二元系铌锌酸铅-钛酸铅(PZN-PT)单晶元件,通过水听器的结构设计和仿真优化,研制了弯曲梁结构的二维矢量水听器。测试结果表明,水听器的接收灵敏度可达-193 dB@200 Hz。

摘要：针对加速度型矢量水听器在低频段灵敏度偏低问题,根据铌锌酸铅-钛酸铅(PZN-PT)压电单晶的性能特点,设计了一种双悬臂梁结构压电单晶矢量水听器。建立了有限元模型,对矢量水听器的振动模态和接收性能进行了仿真计算,重点分析了几个主要材料和尺寸参数对水听器自由场灵敏度的影响。理论计算表明,采用压电单晶PZN-PT的矢量水听器经优化后其灵敏度可达-190dB@250Hz,与压电陶瓷PZT-5A的水听器相比,灵敏度提升了15dB以上。