根据仿生鱼类侧线细胞纤毛原理,设计、制造并测试了一种新型双纤毛压阻水听器,用于检测水下声信号。与传统的压电水听器相比,这种水听器具有体积小和矢量性的优点。利用聚氨酯仿生细胞壁作为透声帽,利用硅油模拟细胞液和压阻微梁模拟感觉纤毛三层拾振结构,从而提高纤毛式水听器的可靠性。封装以后的纤毛式水听器采用振动台和矢量水听器校准系统进行测试,测得谐振频率为2.03 kHz,灵敏度可达-180 dB,具有余弦＂8＂字指向性。

在MEMS矢量水听器现有结构的基础上,设计出一种新型弹簧减震结构,期望利用该结构提高水听器抗噪能力。根据Ansys有限元仿真,确定出该弹簧的几何尺寸、劲度系数（k≈5 N/m）及弹簧的所在位置——弹簧设置为内外圈相互垂直的两对。仿真结果表明,该减震结构抑制流噪声能力可提高3倍以上,同时几乎不影响水听器的接收灵敏度。该芯片级弹簧减震结构具有一次集成、一致性好、易于组阵、工程应用方便等特点。

MEMS矢量水听器是一种新型的水声传感器，对这种传感器的原理进行了简要介绍。为了验证该MEMS矢量水听器阵列的目标估计性能，进行了矢量阵的深海实验研究，选取了MUSIC算法应用于该MEMS矢量阵。实验结果表明：在复杂海洋环境中，该MEMS矢量阵能够实现对目标的方位估计和水下运动目标的航迹跟踪，从而验证了该MEMS矢量水听器成阵的可行性，为工程化应用奠定了基础。

矢量传感器的阵信号处理是研究矢量阵工程化应用的重要内容,但其运算量大。针对这一问题,提出了一种矢量阵的改进MMUSIC算法,该方法将维纳滤波引入到MMUSIC算法中,避免了矩阵的特征值分解,降低了运算量。采用矢量传感器均匀线阵研究该算法的性能,进行了仿真研究和实验验证。计算机仿真和实验结果表明：提出的算法可以清晰分辨相干信号,其性能优于MMUSIC算法,从而验证了该算法的有效性和可行性。

纳机电矢量水听器根据鱼类听觉器官侧线设计,是一种新型微纳结合的纤毛式水声矢量探测仿生结构。以往关于纳机电矢量水听器的定向研究都是基于单个水听器的,方位角出现了左右舷模糊,波束图的主瓣宽度较宽。为提高水听器的性能,改进了其敏感单元和封装方式,经国防科技工业一级测量站标定,其频率响应范围为20-2 000 Hz,灵敏度为-165 dB。为解决左右舷模糊,采用二元阵进行定向,水听器的两路输出信号被校准一致后,在某开阔水域进行了纳机电矢量水听器二元阵的实验研究,验证了纳机电矢量水听器二元阵水平沿X轴放置时能够唯一确定目标的方位角,但是俯仰角出现了左右舷模糊;对低频信号的定向能力较强;具有可靠的跟踪水下运动目标能力。