针对声基阵水下搜寻定位系统需要使用大型船只及直升机等大型操作平台的缺点,介绍了一种简单、便携、高效的水下声信标探测定位设备的设计与实现方法。利用指向性水听器及混频方法,将需要探测和定位的水下声信标信号通过音频形式输出,充分利用指向性水听器较普通水听器空间增益高以及人耳对信号识别能力强的特点,提高了复杂海况条件下对弱信号的检测能力。阐述了设备的组成、工作原理以及设备主要单元的设计方法,给出了设备样机在海上试验的结果,并对其适用的场合进行了说明。

编队水声探测是对潜搜索的常用手段和有效途径,同频干扰是编队水声探测时主动声纳的主要干扰之一。在对同频干扰分类研究的基础上,对几种常用的同频干扰抑制方法进行了研究和总结,并给出了空间分集法的实现方法以及抗同频干扰的效果。同时,通过两种编队队形对空间分集法的性能做了仿真分析。

利用液体的光声效应可以实现对液体成分含量的检测。将光纤水声探测技术与液体的声光效应相结合,是一项新的研究内容。本文介绍了液体光声效应产生的三种主要的机制,论述了液体光声效应的研究现状和在科研和生产中的应用。分析了光纤水声传感器用于光声效应中声信号检测的可行性。对各种光纤水听器的结构和原理进行了详细的介绍,对不同类型的光纤水声探测技术进行了讨论和比较,并预测了光纤水听器的发展前景。

为改善水声探测系统的信号检测性能,研究了在深海环境下水声探测的特性。在对浅海和深海声传播特性进行比较的基础上,分析了深海声传播的优越性。通过对不同海洋深度声源的声传播特性仿真分析,证明了深海环境有利于实现远距离声传播。在一定信号接收带宽的情况下,计算了位于深海区域的水声探测系统对安静型潜艇的最大被动水声探测距离,进一步证明了深海环境有利于实现远程水声探测。研究结果为在深海环境下探测安静型潜艇提供了理论依据。